docker镜像构建过程rootfs、scratch含义

Posted on Views:

1. rootfs（根文件系统）

rootfs 是指 Docker 容器运行时所依赖的根文件系统（root filesystem）。它是容器内部文件系统的起点，包含了容器运行所需的基本目录结构和文件，比如 /bin、/lib、/etc 等。简而言之，rootfs 是容器操作系统的核心部分。

  • 来源：在 Docker 中，rootfs 通常来源于镜像（image）。镜像是一个只读的模板，包含了应用程序及其依赖的操作系统文件。容器启动时，Docker 会基于镜像的 rootfs 创建一个可写的容器层。
  • 分层结构：Docker 使用 UnionFS（联合文件系统）将多个只读层（如镜像层）和一个可写层（容器层）组合成完整的 rootfs。
  • 作用：提供容器运行时的文件系统环境，确保容器内的进程能够访问所需的文件和库。

rootfs relase

2. scratch

scratch 是 Docker 提供的一个特殊镜像，它是一个完全空的镜像，没有任何文件或目录，可以看作是一个“空白起点”。它是 Docker 镜像构建的最基础层。

  • 定义：在 Dockerfile 中，FROM scratch 表示从零开始构建镜像，不依赖任何基础镜像（如 ubuntu 或 alpine）。
  • 用途：
    • 用于构建极简镜像，通常只包含应用程序及其最小依赖，不带操作系统组件。
    • 适用于静态编译的二进制文件（如用 Go 语言编写的程序），因为这些文件无需额外的库或 shell。
  • 特点：
    • 大小极小，因为不包含任何预装内容。
    • 不包含 shell（如 /bin/sh），因此无法运行需要 shell 的命令。
  • 示例：
    1
    2
    3
    FROM scratch
    COPY my-binary /app
    CMD ["/app"]
    这个 Dockerfile 从 scratch 开始，添加一个编译好的二进制文件 my-binary，并设置其为容器启动时的执行命令。

例子

➜  rootfs ll  ### 1.list file
total 54192
drwxr-xr-x  3 mvpbang  staff        96  2 14 15:25 1
-rw-r--r--  1 mvpbang  staff        75  2 14 14:17 Dockerfile
-rw-r--r--  1 mvpbang  staff  27739922  8  1  2020 ubuntu-base-20.04.1-base-amd64.tar.gz

➜  rootfs cat Dockerfile    ### 2.cat Dockerfile
FROM scratch
ADD ubuntu-base-20.04.1-base-amd64.tar.gz /
CMD ["/bin/bash"]

➜  rootfs docker build -t ubuntu-base:v1 .  ### 3.build
[+] Building 0.7s (5/5) FINISHED                                                              docker:orbstack
 => [internal] load build definition from Dockerfile                                                     0.1s
 => => transferring dockerfile: 112B                                                                     0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                                                        0.0s
 => => transferring context: 2B                                                                          0.0s
 => [internal] load build context                                                                        0.3s
 => => transferring context: 27.75MB                                                                     0.3s
 => CACHED [1/1] ADD ubuntu-base-20.04.1-base-amd64.tar.gz /                                             0.0s
 => exporting to image                                                                                   0.0s
 => => exporting layers                                                                                  0.0s
 => => writing image sha256:d9bcca8920cc84553f49ec84c8cdf2eac09be85f7113fa0b4e7c2dda844d9d32             0.0s
 => => naming to docker.io/library/ubuntu-base:v1                                                        0.0s
➜  rootfs docker run --rm -it ubuntu-base:v1  bash  ### 4.run && test
root@a886256d48ae:/# 
root@a886256d48ae:/# ls /
bin   dev  home  lib32  libx32  mnt  proc  run   srv  tmp  var
boot  etc  lib   lib64  media   opt  root  sbin  sys  usr

rootfs 和 scratch 的关系

  • 当你使用 FROM scratch 时，容器的 rootfs 初始是空的，你需要手动添加所有必要的文件（比如二进制文件、库等）。
  • 相比之下，使用基础镜像（如 FROM ubuntu）会自动提供一个完整的 rootfs，包含操作系统的基础文件。

总结

  • **rootfs**：容器运行时的文件系统基础，来源于镜像，提供运行环境。
  • **scratch**：一个空的起点镜像，用于极简构建，不含任何预置内容。