Docker 镜像相关的操作

2023-10-18

字数统计: 3.6k字 | 阅读时长≈ 15分

参考文章：[Docker技术入门与实战第3版]

镜像是 Docker 三大核心概念中最重要的，Docker 运行容器前需要本地存在对应的镜像，如果镜像不存在，Docker 会尝试先从默认镜像仓库下载，用户也可以通过配置使用自定义的镜像仓库。

获取镜像

本节主要介绍 Docker 镜像的 pull 子命令。可以使用 docker [image] pull 命令直接从 Docker Hub 镜像源来下载镜像。该命令的格式为：

1	docker [image] pull NAME[:TAG]

NAME：镜像仓库名称
TAG：镜像的标签

对于 Docker 镜像来说，如果不显式指定 TAG，则默认会选择 latest 标签，这会下载仓库中最新版本的镜像。

示例1：从官方仓库下载镜像

$ docker image pull ubuntu
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/ubuntu
3ff22d22a855: Pull complete 
e7cb79d19722: Pull complete 
323d0d660b6a: Pull complete 
b7f616834fd0: Pull complete 
Digest: sha256:5d1d5407f353843ecf8b16524bc5565aa332e9e6a1297c73a92d3e754b8a636d
Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
docker.io/library/ubuntu:latest

严格地讲，镜像仓库名称中还应该添加仓库地址(即 Registry，注册服务器)作为前缀，只是默认使用的是官方 Docker Hub服务，该前缀可以忽略。例如，docker pull ubuntu:18.04 命令等同于 docker pull registry.hub.docker.com/ubuntu:18.04 命令，即从默认的注册服务器 Docker Hub Registry 中的 ubuntu 仓库来下载标记为 18.04 的镜像。

示例二：从非官方仓库下载镜像
如果从非官方的仓库下载，则需要在仓库名称前指定完整的仓库地址。
例如，从网易蜂巢的镜像源来下载 ubuntu:18.04 镜像，可以使用如下命令：

1	docker pull hub.c.163.com/public/ubuntu:18.04

pull 子命令支持的选项主要包括

-a, --all-tags=true|false: 是否获取仓库中的所有镜像，默认为否；
--disable-content-trust: 取消镜像的内容校验，默认为真。

另外，有时候需要使用镜像代理服务来加速 Docker 镜像获取过程，可以在 Docker 服务启动配置中增加 --registry-mirror=proxy_URL 来指定镜像代理服务地址。

查看镜像信息

本节主要介绍 Docker 镜像的 ls, tag 和 inspect 子命令.

使用 images 命令列出镜像

使用 docker images 或 docker image ls 命令可以列出本地主机上已有镜像的基本信息。
例如，下面的命令列出了上一小节中下载的镜像信息

$ docker images
REPOSITORY             TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu                 latest              1e4467b07108        2 weeks ago         73.9MB
ubuntu                 18.04               2eb2d388e1a2        2 weeks ago         64.2MB

在列出的信息中，可以看到几个字段信息：

REPOSITORY：来自哪个仓库；
TAG：镜像的标签信息；
IMAGE ID：镜像的 ID（唯一标识镜像），如果两个镜像的 ID 相同，说明它们实际上指向了同一个镜像；
CREATED：创建时间，说明镜像最后的更新时间；
SIZE：镜像大小，优秀的镜像往往体积都较小

镜像的大小信息只是表示了该镜像的逻辑体积大小，实际上由于相同的镜像层本地只会存储一份，物理上占用的存储空间会小于各镜像逻辑体积之和。

images 子命令主要支持的选项

-a, --all=true|false: 列出所有镜像文件（包括临时文件），默认为否；
--digests=true|false：列出镜像的数字摘要值，默认为否；
-f, --filter=[]：过滤列出的镜像，如 dangling=true，只显示没有被使用的镜像；也可以指定带有特殊标注的镜像等；
--format="TEMPLATE"：控制输出格式，如 .ID 代表 ID 信息, .Repository 代表仓库信息等；
--no-trunc=true|false：对输出结果中太长的部分是否进行截断，如镜像的 ID 信息，默认为是；
-q, --quiet=true|false：仅输出 ID 信息，默认为否；

更多子命令选项还可以通过 man docker-images 来查看

使用 tag 命令添加镜像标签

为了方便在后续工作中使用特定镜像，还可以使用 docker tag 命令为本地镜像任意添加新的标签。
例如，添加一个新的 myubuntu:latest 镜像标签：

1	docker tag ubuntu:latest myubuntu:latest

再次使用 docker images 列出本地主机上镜像信息，可以看到多出一个 myubuntu:latest 标签的镜像

$ docker images
REPOSITORY             TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
myubuntu               latest              1e4467b07108        2 weeks ago         73.9MB
ubuntu                 latest              1e4467b07108        2 weeks ago         73.9MB
ubuntu                 18.04               2eb2d388e1a2        2 weeks ago         64.2MB

使用 inspect 命令查看详细信息

使用 docker [image] inspect 命令可以获取该镜像的详细信息, 包括制作者，适应架构，各层的数字摘要等；
如下所示：

$ docker inspect ubuntu:18.04 
[
    {
        "Id": "sha256:2eb2d388e1a255c98029f40d6d7f8029fb13f1030abc8f11ccacbca686a8dc12",
        "RepoTags": [
            "ubuntu:18.04"
        ],
        "RepoDigests": [
            "ubuntu@sha256:a61728f6128fb4a7a20efaa7597607ed6e69973ee9b9123e3b4fd28b7bba100b"
        ],
        "Parent": "",
        "Comment": "",
        "Created": "2020-07-24T14:38:22.027273323Z
        ......
]

上面代码返回的是一个 JSON 格式的消息，如果我们只要其中某一项内容时，可以使用 -f 来指定，例如，获取镜像的 Architecture：

1 2	$ docker inspect ubuntu:18.04 -f {{".Architecture"}} amd64

使用 history 命令查看镜像历史

既然镜像文件由多个层组成，那么怎么知道各个层的内容具体是什么呢？这时候可以使用 history 子命令，该命令将列出各层的创建信息。
例如，查看 ubuntu:18.04 镜像的创建过程，可以使用如下命令：

$ docker history ubuntu:18.04 
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
2eb2d388e1a2        2 weeks ago         /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B                  
<missing>           2 weeks ago         /bin/sh -c mkdir -p /run/systemd && echo 'do…   7B                  
<missing>           2 weeks ago         /bin/sh -c set -xe   && echo '#!/bin/sh' > /…   745B                
<missing>           2 weeks ago         /bin/sh -c [ -z "$(apt-get indextargets)" ]     987kB               
<missing>           2 weeks ago         /bin/sh -c #(nop) ADD file:7d9bbf45a5b2510d4…   63.2MB

注意，过长的命令被自动截断了，可以使用前面提到的 --no-trunc 选项来输出完整命令。

搜寻镜像

本节主要介绍 Docker 镜像的 search 子命令。使用 docker search 命令可以搜索 Docker Hub 官方仓库中的镜像。语法为：

1	docker search [option] keyword

支持的选项主要包括：

-f, --filter filter：过滤输出内容；
--format string：格式化输出内容
--limit int：限制输出结果个数，默认为 25 个；
--no-trunc：不截断输出结果

例如搜索官方提供的带 nginx 关键字的镜像，如下所示：

1
2
3

$ docker search --filter is-official=true nginx
NAME                DESCRIPTION                STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
nginx               Official build of Nginx.   13586               [OK]

再比如，搜索所有收藏数超过 4 的关键词包括 TensorFlow 的镜像

$ docker search --filter stars=4 tensorflow
NAME                             DESCRIPTION                                     STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
tensorflow/tensorflow            Official Docker images for the machine learn…   1730                                    
jupyter/tensorflow-notebook      Jupyter Notebook Scientific Python Stack w/ …   230                                     
tensorflow/serving               Official images for TensorFlow Serving (http…   94                                      
xblaster/tensorflow-jupyter      Dockerized Jupyter with tensorflow              54                                      [OK]
rocm/tensorflow                  Tensorflow with ROCm backend support            50                                      
floydhub/tensorflow              tensorflow                                      24                                      [OK]
bitnami/tensorflow-serving       Bitnami Docker Image for TensorFlow Serving     14                                      [OK]
opensciencegrid/tensorflow-gpu   TensorFlow GPU set up for OSG                   12                                      
ibmcom/tensorflow-ppc64le        Community supported ppc64le docker images fo…   5                                       
tensorflow/tf_grpc_test_server   Testing server for GRPC-based distributed ru…   4

删除和清理镜像

本节主要介绍 Docker 镜像的 rm 和 prune 子命令

使用标签删除镜像

使用 docker rmi 或者 docker image rm 命令可以删除镜像，命令格式为

1	docker rmi IMAGE [IMAGE...]

支持的选项包括：

-f, --force：强制删除镜像，即使有容器依赖它；
--no-prune：不要清理未带标签的父镜像；

例如，要删除掉 myubuntu:latest 镜像，可以使用如下命令

1 2	$ docker rmi myubuntu:latest Untagged: myubuntu:latest

使用镜像 ID 来删除镜像

当使用 docker rmi 命令，并且后面跟上镜像的 ID 时，会先尝试删除所有指向该镜像的标签，然后删除该镜像文件本身。
注意，当有该镜像创建的容器存在时，镜像文件默认是无法被删除的，例如：先利用 ubuntu:18.04 镜像创建一个简单的容器来输出一段话：

1 2	$ docker run ubuntu:18.04 echo 'hello! I am here!' hello! I am here!

使用 docker ps -a 命令可以看到本机上存在的所有容器

$ docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
eb422933e8cf        ubuntu:18.04         "echo 'hello! I am h…"   38 seconds ago      Exited (0) 35 seconds ago                       silly_rosalind
9b03a9852957        redis:alpine         "docker-entrypoint.s…"   2 weeks ago         Exited (0) 2 weeks ago                          counter-app_redis_1
8e1fc72e3d96        counter-app_web-fe   "python app.py"          2 weeks ago         Exited (0) 2 weeks ago                          counter-app_web-fe_1

可以看到，后台存在一个退出状态的容器，是刚基于 ubuntu:18.04 镜像创建的。试图删除该镜像，Docker 会提示有容器正在运行，无法删除：

1 2	$ docker rmi ubuntu:18.04 Error response from daemon: conflict: unable to remove repository reference "ubuntu:18.04" (must force) - container eb422933e8cf is using its referenced image 2eb2d388e1a2

如果想要强行删除镜像，可以使用 -f 参数：

1	docker rmi -f ubuntu:18.04

注意，通常不推荐使用 -f 参数来强制删除一个存在容器依赖的镜像。正确的做法是，先删除依赖该镜像的所有容器，再来删除镜像。

首先，删除容器 eb422933e8cf

1	docker rm eb422933e8cf

然后使用 ID 来删除镜像，此时会正常打印出删除的各层信息：

$ docker rmi 2eb2d388e1a2
Untagged: ubuntu:18.04
Untagged: ubuntu@sha256:a61728f6128fb4a7a20efaa7597607ed6e69973ee9b9123e3b4fd28b7bba100b
Deleted: sha256:2eb2d388e1a255c98029f40d6d7f8029fb13f1030abc8f11ccacbca686a8dc12
Deleted: sha256:48ba0c6fdf4b069aad7a1eb6299dee017ef75b929a87ed63bc9226dee2cd50e8
Deleted: sha256:4d5330c8d5056fdfb6f2e32b225452de71517794a80e3ef998440e184d2e80cb
Deleted: sha256:3a9fa6b9e7ae21b704ed61109b612970f2b21449cd53e3154ed8800e2aefee0d
Deleted: sha256:7ef3687765828a9cb2645925f27febbac21a5adece69e8437c26184a897b6ec7

清理镜像

使用 Docker 一段时间后，系统中可能会遗留一些临时的镜像文件，以及一些没有被使用的镜像，可以通过 docker image prune 命令来进行清理。

该命令支持的选项包括：

-a, --all：删除所有无用的镜像，不光是临时镜像
--filter filter：只清理符合给定过滤器的镜像；
-f, --force：强制删除镜像，而不进行提示确认

例如, 如下命令会自动清理临时的遗留镜像层，最后会提示释放的存储空间：

$ docker image prune -f
Deleted Images:
deleted: sha256:c0d2774b21fdf78a0c3cb1ec98825addd37cfe7d47410fe4d6a55835f6308d18
deleted: sha256:0b904d8252e49689ced17c6812a2894435b1884e486926b81e9880d12aeb48f5
......

Total reclaimed space: 314.6MB

创建镜像

创建镜像的方法主要有三种：基于已有镜像的容器创建，基于本地模板导入，基于 Dockerfile 创建。
本节主要介绍 Docker 的 commit，import 和 build 子命令。

基于已有容器创建

该方法主要是使用 docker [container] commit 命令.
命令格式为：

1	docker [container] commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

主要选项包括：

-a, --author=""：作者信息
-c, --change=[]：提交的时候执行 Dockerfile 指令，包括 CMD|ENTRYPOINT|ENV|EXPOSE|LABEL|ONBUILD|USER|VOLUME|WORKDIR 等；
-m, --message=""：提交信息
-p, --pause=true：提交时暂停容器运行。

下面将演示如何使用该命令创建一个新的镜像
首先，启动一个镜像，并在其中进行修改操作。例如，创建一个 test 文件，之后退出，代码如下：

1
2
3

$ docker run -it ubuntu:18.04 /bin/bash
root@78c50d07309a:/# touch test
root@78c50d07309a:/# exit

记住该容器的ID为 78c50d07309a。
此时该容器与原 ubuntu:18.04 镜像相比，已经发生了改变，可以使用 docker container commit 命令来提交为一个新的镜像。提交时可以使用 ID 或者名称来指定容器：

1 2	$ docker commit -m "Add a new file" -a "Docker Newbee" 78c50d07309a test:v0.1 sha256:17f766c5f30b6b656422332d513187b6088713ba7245f8875aba744f3ae26527

顺利的话，会返回新创建的镜像的 ID信息，例如 17f766c5f30b6b656422332d513187b6088713ba7245f8875aba744f3ae26527。
此时查看本地镜像列表，会发现新创建的镜像已经存在了：

1
2
3

$ docker images
REPOSITORY             TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
test                   v0.1                17f766c5f30b        29 seconds ago      64.2MB

基于本地模板导入

用户也可以直接从一个操作系统模板文件导入一个镜像，主要使用 docker [container] import 命令.命令格式为：

1	docker [image] import [OPTIONS] file\|URL\|-[REPOSITORY[:TAG]]

要直接导入一个镜像，可以使用 OpenVZ 提供的模板来创建，或者用其他已导出的镜像模板来创建。OPENVZ 模板的下载地址为：OpenVZ Templates Download。

例如，下载了 centos-6 的模板压缩包，之后使用以下命令导入即可：

1	cat centos-6-x86_64-minimal.tar.gz \| docker import - centos-6:v1

然后，查看新导入的镜像，已经在本地存在了：

基于 Dockerfile 创建

基于 Dockerfile 创建时最常见的方式。Dockerfile 是一个文本文件，利用给定的指令描述基于某个父镜像创建新镜像的过程。
下面给出 Dockerfile 的一个简单示例，基于 debian:stretch-slim 镜像安装 Python 3 环境，构成一个新的 Python:3 镜像：

FROM debian:stretch-slim
LABEL version="1.0" maintainer="docker user <docker_user@github>"
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y python3 && \
    apt-get clean && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

创建镜像的过程可以使用 docker [image] build 命令，编译成功后本地将多出一个 python:3 镜像：

$ docker build -t python:3 .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/3 : FROM debian:stretch-slim
stretch-slim: Pulling from library/debian
......
Successfully built d2384a0baad0
Successfully tagged python:3

存出和载入镜像

本节主要介绍 Docker 镜像的 save 和 load 子命令。
用户可以使用 docker [image] save 和 docker [image] load 命令和存出和载入镜像。

存出镜像

如果要导出镜像到本地文件可以使用 docker [image] save 命令。
该命令支持的选项：

-o, --output string：导出镜像到指定的文件中

例如，导出本地的 ubuntu:18.04 镜像为文件 ubuntu_18.04.tar，如下所示：

1
2
3

$ docker save -o ubuntu_18.04.tar ubuntu:18.04 
$ ls
ubuntu_18.04.tar

之后，用户就可以通过复制 ubuntu_18.04.tar 文件将该镜像分享给他人。

载入镜像

可以使用 docker [image] load 将导出的 tar 文件再导入到本地镜像库。
该命令支持的选项：

-i, --input string: 从指定文件中导入镜像内容

例如，从文件 ubuntu:18.04.tar 文件中导入镜像到本地镜像列表，如下所示：

$ docker load -i ubuntu_18.04.tar
Loaded image: ubuntu:18.04

或者：
$ docker load < ubuntu_18.04.tar

这将导入镜像及其相关的元数据信息（包括标签等）。导入成功后，可以使用 docker images 命令进行查看，与原镜像一致。

上传镜像

本节主要介绍 Docker 镜像的 push 子命令。可以使用 docker [image] push 命令上传镜像到仓库，默认上传到 Docker Hub 官方仓库（需要登录）.
命令格式为:

1	docker [image] push NAME[:TAG] \| [REGISTRY_HOST[:REGISTRY_PORT]/]NAME[:TAG]

用户在 Docker Hub 网站注册后可以上传自制的镜像。

例如，用户 user 上传本地的 test:latest 镜像，可以先添加新的标签 user/test:latest，然后用 docker [image] push 命令上传。

1 2	docker tag test:latest user/test:latest docker push user/test:latest