从零开始写 Docker(七)---实现 mydocker commit 打包容器成镜像

本文为从零开始写 Docker 系列第七篇，实现类似 docker commit 的功能，把运行状态的容器存储成镜像保存下来。

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完整代码见：https://github.com/lixd/mydocker
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开发环境如下：

root@mydocker:~# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:    Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04.2 LTS
Release:    20.04
Codename:    focal
root@mydocker:~# uname -r
5.4.0-74-generic

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注意：需要使用 root 用户

1. 概述

由于之前使用 pivotRoot + overlayfs 技术 将 /root/merged 目录作为容器的 rootfs，因此容器中的所有改动都发生在该目录下。

这里我们的 mydocker commit 命令只需要把该目录保存下来即可，因此简单实现为 使用 tar 命令将/root/merged 目录打成 tar 包

2. 实现

具体流程

整个打包流程如下图所示：

commitCommand

在 main_ command.go 文件中实现 commitCommand 命令,从用户的输入获取image name。

var commitCommand = cli.Command{
    Name:  "commit",
    Usage: "commit container to image",
    Action: func(context *cli.Context) error {
        if len(context.Args()) < 1 {
            return fmt.Errorf("missing image name")
        }
        imageName := context.Args().Get(0)
        commitContainer(imageName)
        return nil
    },
}

然后在 main 方法中添加 commit 命令：

func main() {
    app := cli.NewApp()
    app.Name = "mydocker"
    app.Usage = usage

    app.Commands = []cli.Command{
       initCommand,
       runCommand,
       commitCommand,
    }
    // 省略其他
}

commitContainer

添加 commit.go文件，通过 commitContainer 函数实现将容器文件系统打包成$ {imagename}.tar 文件。

func commitContainer(imageName string) {
    mntPath := "/root/merged"
    imageTar := "/root/" + imageName + ".tar"
    fmt.Println("commitContainer imageTar:", imageTar)
    if _, err := exec.Command("tar", "-czf", imageTar, "-C", mntPath, ".").CombinedOutput(); err != nil {
        log.Errorf("tar folder %s error %v", mntPath, err)
    }
}

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3. 测试

测试流程如下：

• 1）启动容器
• 2）创建新文件
• 3）新终端中将容器打包为镜像
• 4）解压该镜像，查看 2 中的内容是否存在

首先，启动容器

root@mydocker:~/feat-commit/mydocker# ./mydocker run -it /bin/sh
{"level":"info","msg":"resConf:\u0026{ 0  }","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}
{"level":"info","msg":"busybox:/root/busybox busybox.tar:/root/busybox.tar","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}
{"level":"info","msg":"mount overlayfs: [/usr/bin/mount -t overlay overlay -o lowerdir=/root/busybox,upperdir=/root/upper,workdir=/root/work /root/merged]","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}
{"level":"info","msg":"command all is /bin/sh","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}
{"level":"info","msg":"init come on","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}
{"level":"info","msg":"Current location is /root/merged","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}
{"level":"info","msg":"Find path /bin/sh","time":"2024-01-19T16:18:24+08:00"}

创建一个文件

/ # echo KubeExplorer > tmp/hello.txt
/ # cat /tmp/hello.txt
KubeExplorer

接着另外打开 terminal 执行 mydocker commit 命令，将当前容器提交为镜像

root@mydocker:~/feat-commit/mydocker# ./mydocker commit myimage
commitContainer imageTar: /root/myimage.tar

再次查看／root 目录的内容，多了 myimage.tar 文件，这个就是我们的镜像文件了

root@mydocker:~# ls
busybox  busybox.tar merged  myimage.tar  upper  volume  work

查看 myimage.tar 中内容：

root@mydocker:~# tar -tf myimage.tar |grep hello.txt
./tmp/hello.txt

可以看到，前面在容器中创建的 hello.txt 是存在的。

4. 总结

本篇 mydocker commit 比较简单，就是使用 tar 命令将 rootfs 直接进行打包，没有太多需要注意的地方。

镜像构造部分到此就基本完成了，总结一下：

• 1）首先使用 busybox 作为基础镜像创建了一个容器，理解了什么是 rootfs，以及如何使用 rootfs 来打造容器的基本运行环境。
• 2）然后，使用 overlayfs 来构建了一个拥有二层模式的镜像，对于最上层可写层的修改不会影响到基础层。这里就基本解释了镜像分层存储的原理。
• 3）之后使用 -v 参数做了一个 volume 挂载的例子，介绍了如何将容器外部的文件系统挂载到容器中，并且让它可以访问。
• 4）最后（本文）实现了一个简单版本的容器镜像打包。

这一章主要针对镜像的存储及文件系统做了基本的原理性介绍，通过这几个例子，可以很好地理解镜像是如何构建的，后续会基于这些基础做更多的扩展。

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完整代码见：https://github.com/lixd/mydocker
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相关代码见 feat-volume 分支,测试脚本如下：

需要提前在 /root 目录准备好 busybox.tar 文件，具体见第四篇第二节。

# 克隆代码
git clone -b feat-commit https://github.com/lixd/mydocker.git
cd mydocker
# 拉取依赖并编译
go mod tidy
go build .
# 测试 
./mydocker run -it  /bin/ls
./mydocker commit