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操作系统分为内核和用户空间。对于Linux而言，内核启动后，会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。Docker镜像（Image）就相当于一个root文件系统。
Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。
镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。我们可以使用“docker image ls”来列出本机的镜像（见图1-12）。
图1-12
在设计时，充分利用Union FS的技术，将Docker设计为分层存储的架构。镜像实际是由多层文件系统联合组成的。
镜像构建时会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。
比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件已删除。
在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。
因此，在构建镜像的时候需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。
分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变得更为容易，甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容来构建新的镜像。
镜像（Image）和容器（Container）的关系就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
我们可以使用命令“docker ps”来查看正在运行的容器列表，如图1-13所示。
图1-13
容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的命名空间中。前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。
容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。
按照Docker最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据，容器存储层要保持无状态化。
所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主（或网络存储）发生读写，其性能和稳定性更高。
数据卷的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡。因此，使用数据卷后，容器可以随意删除、重新运行，数据却不会丢失。
容器在整个应用程序生命周期工作流中提供的优点有隔离性、可移植性、灵活性、可伸缩性和可控性，最重要的优点是可在开发和运营之间提供隔离。
镜像构建完成后，可以很容易地在当前宿主上运行，但是如果需要在其他服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry就是这样的服务。
一个Docker Registry中可以包含多个仓库（Repository）；每个仓库可以包含多个标签（Tag）；每个标签对应一个镜像。所以说，镜像仓库是Docker用来集中存放镜像文件的地方，类似于我们之前常用的代码仓库。
通常，一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像，而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过“<仓库名>：<标签>”的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签，就以latest作为默认标签。
Docker Registry公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的Registry服务。一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像，并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。
除了使用公开服务外，用户还可以在本地搭建私有Docker Registry。Docker官方提供了Docker Registry镜像，可以直接作为私有Registry服务。
开源的Docker Registry镜像只提供了Docker Registry API的服务端实现，足以支持Docker命令，不影响使用，但不包含图形界面以及镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能。
Docker Hub是Docker官方维护的一个镜像仓库，也是我们最常使用的Registry公开服务，这也是默认的Registry服务。其拥有大量的高质量的官方镜像，网址为https://hub.docker.com/（见图1-14）。
图1-14
我们可以在上面免费托管自己的私人镜像。不过，在国内访问Docker Hub可能会比较慢，因此国内也有一些云服务商提供类似于Docker Hub的公开服务，比如腾讯云和阿里云。在后续的章节中，我们会介绍腾讯云镜像仓库的使用。