別讓別人告訴你，你成不了才，即便是我也不行。——《當幸福來敲門》
插畫來自網絡
前言
這一篇文章我來給大家介紹下docker的文件系統，經過查閱了很多的官方文檔以及其他網絡上的文章總結出來的，希望大家通過這篇文章能夠知道 到底容器是什麼？以及 容器跟虛擬機到底有什麼本質的區別？
容器是什麼
在前面的文章中我們爲什麼選擇Docker一文中我已經給大家介紹過docker與虛擬機的原理和區別了，但是，即便我不懂容器也並不會影響我使用它，這就和我們開車一樣，我雖然不懂發動機的原理，但是我仍然可以輕鬆的使用打火，離合，剎車，轉向這些功能，來達到駕駛的目的。
雖然說不懂修車，不懂發動機原理不影響我們開車，但是如果我們想要改造一個汽車，就必須要對汽車的整體結構和發動機十分的熟悉才行了。
當我們通過命令docker run將鏡像構建成容器的時候，我們就要康康容器的內部有什麼了。
我們可以通過docker exec -it 容器名稱/容器id bash命令來進入容器。
可以通過ll命令來查看容器內部，然後就會驚奇的發現容器內部居然是一個完整的操作系統,它不僅有root目錄，有bin目錄，還有bin，proc，var等等，而且我們可以在容器內部運行我們經常使用的Linux命令，好像我們就是在一個虛擬機中一樣，和宿主機（Ubuntu）咩有任何的關係。
但是我們在之前的文章中就說過，docker是直接使用宿主機的內核，而不是像虛擬機那樣虛擬出一整個操作系統，所以，這裏我們操作的每個命令就是在宿主機上運行的,但是虛擬機不是，虛擬機上運行的任何程序，任何東西都不會影響宿主機，是完全隔離開的。
所以我們經常會看到別人說：容器比較節約資源，但是Docke到底是如何欺騙我們的，就需要先了解他的文件系統。
聯合文件系統：aUFS
AUFS：全稱 Union File System，又叫做 Another UnionFS,所謂的UnionFS,就是把不同物理位置的目錄合併mount到同一個目錄。而docker就是通過這個特性實現了鏡像層的重疊，容器層的存儲和顯示層的展示。
aUFS的工作原理
可以看到，假設我們存在2個目錄X,Y，分別有A，B文件，那麼aUFS的作用就是將這兩個目錄合併，並且重新掛載的Z上,這樣在Z目錄上就可以同時看到A和B文件。這就是聯合文件系統，目的就是將多個文件聯合在一起成爲一個統一的視圖。
如上圖，我們在Z目錄中刪除B文件，同時，在A文件中增加一些內容，如Hello。此時可以發現，X內的A文件新增了Hello,並且新增了一條B被刪除的記錄，但是Y中的B並沒有任何變化。這是aUFS的一個重要特性。在所有的聯合起來的目錄中，只有第一個目錄是有寫的權限，即我們不管如何的去對Z進行修改操作，都只能對第一個聯合進來的X修改，對Y是沒有權限修改的。
但是如果我們在Z中對Y中的文件進行了修改，它雖然沒有權限去修改Y目錄中的文件，但是它會在第一層目錄添加一個記錄來記錄更改內容。
aUFS用來做了什麼
我們再來看一下這張圖，我們通過docker history + 鏡像ID來查看鏡像的歷史。
當鏡像啓動的時候，一個新的可寫層會加載到鏡像的頂部，這一層我們一般稱爲容器層，之下是鏡像層。
容器層可以讀寫，容器所有發生文件變更都發生在這一層，而鏡像層是read-only只讀。
根據aUFS的定義，容器的文件系統就是由下面的15個只讀鏡像層和1個可寫的容器層通過aUFS mount出來的。
到這裏，就能和前面的aUFS聯繫起來了，X就是容器層，可修改，可記錄，Y就是鏡像層，不可更改，只讀，而Z就是我們進入聯合起來的視圖層。
Docker的分層鏡像
瞭解了aUFS之後，再來看一下docker的分層鏡像。
我們通過對容器層A的修改重新構建了一層鏡像，此時的鏡像由原來的Y和X共同構成。
當我們運行這個新的鏡像的時候，就創建出了一個新的容器P,而這個新創建的容器層P會繼續接受視圖層的更改請求。
可以看到X只是針對Y作出更改，而P只是針對重疊後的X做出更改，這種上層鏡像只記錄對下層鏡像更改的方式，就是docker的分層鏡像系統。
如上圖，我們通過pull或者push一個鏡像的時候，會發現由很多的layer，是一個十幾層的鏡像。
總結
容器的本質並非完整的操作系統，而是通過聯合文件系統展示出來的視圖隔離文件之間的文件系統，如同我們看到的docker Logo一樣。
鯨魚就是我們的宿主機，集裝箱就是各種各樣的容器，那麼容器與容器之間是如何隔離的呢？Namespace（名稱空間）,聯合文件系統，cgroups（控制組，進行資源隔離）慢慢來。
結束
如果本篇博客有任何錯誤，請批評指教，不勝感激 ！
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