Docker: Docker镜像管理

Q: :latest 标签会自动更新吗？

不会。本地已有的 :latest 不会自动更新。需要显式 docker pull nginx:latest 才能获取最新版本。生产环境应避免用 :latest ，用精确版本号（如 nginx:1.25.4 ）确保可复现。

Q: 悬空镜像（dangling）是什么？

没有标签的镜像（显示为 <none>:<none> ），通常由新构建覆盖旧镜像产生——旧镜像失去标签但层还在。用 docker image prune 安全清理，不会影响任何正在使用的镜像。

Q: 怎么查看镜像的构建历史？

docker history <image> 显示每一层的大小、创建时间和对应的 Dockerfile 指令。加 --no-trunc 可查看完整命令。这是分析镜像体积和优化 Dockerfile 的关键工具。

Q: 私有仓库怎么搭建？

最简单的方式是 docker run -d -p 5000:5000 registry:2 ，5 秒内就有了一个本地 Registry。生产环境建议用 Harbor（带 Web UI + 认证 + 镜像扫描），或使用云服务商的 Container Registry（AWS ECR / 阿里云 ACR）。

Q: 镜像删除后空间没有释放？

Docker 使用 OverlayFS 分层存储，多个镜像可能共享底层。删除一个镜像只释放它独占的层。用 docker system df -v 查看每个镜像的实际可回收空间。

最后更新：2026-08-26

镜像（Image）是 Docker 的核心构建块——掌握镜像管理，就掌握了容器世界的"软件仓库"。

1. 你将学到

Docker Hub 镜像仓库的使用
镜像标签（tag）的命名规范
镜像的拉取与推送
镜像分层与缓存机制
镜像清理策略

2. 一个运维工程师的真实故事

(1) 痛点：CI 服务器磁盘告警

Bob 收到 CI 服务器磁盘告警——Docker 镜像占用了 40 GB 空间。他检查发现大量 <none> 悬空镜像（旧构建残留）和 5 个版本的 Node.js 镜像（每个 1.2 GB），而团队实际只需要最新的 2 个版本。磁盘 80% 满了，构建开始失败。

(2) 镜像清理的解法

Bob 用 3 条命令清掉了 20 GB 无用镜像。

BASH

# Remove dangling images (untagged leftovers)
docker image prune -f

# Remove images not used by any container
docker image prune -a -f

# Check disk usage after cleanup
docker system df

(3) 收益：磁盘空间恢复

20 GB 空间被释放，磁盘使用率从 80% 降到 35%，CI 构建恢复正常运行时间。

3. 镜像与 Docker Hub

(1) 镜像的组成

Docker 镜像由多个只读层（layer）叠加构成，每层代表一个文件系统变更。

graph TB
    L4["CMD ['nginx', '-g', 'daemon off;']<br/>启动命令"]
    L3["COPY html /usr/share/nginx/html<br/>应用代码"]
    L2["RUN apt-get install nginx<br/>安装软件"]
    L1["FROM debian:bookworm-slim<br/>基础系统"]
    L4 --> L3 --> L2 --> L1

(2) 镜像命名规范

TEXT 📖 仅展示

registry/repository:tag

组成部分	说明	示例
registry	仓库地址（默认 Docker Hub）	`docker.io` / `localhost:5000`
repository	仓库名（用户/镜像名）	`library/nginx` / `myorg/myapp`
tag	版本标签（默认 latest）	`1.25-alpine` / `latest` / `v2.0`

(3) 常见 tag 命名规范

tag 后缀	含义	大小参考	适用场景
`latest`	默认最新版	最大	快速体验
`alpine`	Alpine Linux 基础	最小（5-50 MB）	生产/资源受限
`slim`	精简版 Debian	较小（80-150 MB）	生产（需 glibc）
`bookworm` / `jammy`	指定 Debian/Ubuntu 版本	中等（100-300 MB）	需特定系统库
`v1.25.3`	精确版本号	取决于基镜像	生产锁定版本

4. 镜像基本操作

▶ 示例：拉取不同 tag 的 nginx 镜像（难度⭐）

BASH

# Pull nginx with different tags
docker pull nginx:latest
docker pull nginx:1.25-alpine
docker pull nginx:1.25

# View pulled images
docker images

💻 输出：

TEXT 📖 仅展示

REPOSITORY   TAG            SIZE
nginx        latest         187MB
nginx        1.25-alpine    42.5MB
nginx        1.25           187MB

💡 提示： 同一基础镜像的不同 tag 共享底层，实际占用远小于三个镜像大小之和（去重存储）。

▶ 示例：查看本地镜像列表（难度⭐）

BASH

# List all local images
docker images

# Filter by repository name
docker images nginx

# Show only image IDs
docker images -q

▶ 示例：标记镜像（docker tag）（难度⭐⭐）

BASH

# Tag an existing image for a private registry
docker tag nginx:1.25-alpine localhost:5000/myapp/nginx:v1

# Verify the new tag
docker images | grep myapp

💻 输出：

TEXT 📖 仅展示

localhost:5000/myapp/nginx   v1       42.5MB

📌 重点： docker tag 不复制镜像，只创建一个指向同一镜像的别名。两个 tag 共享存储，不额外占用空间。

▶ 示例：删除镜像（难度⭐⭐）

BASH

# Remove an image by name:tag
docker rmi nginx:1.25

# Remove by image ID
docker rmi a1b2c3d4e5f6

# Force remove (even if used by stopped containers)
docker rmi -f nginx:latest

⚠️ 注意： 镜像被运行中的容器使用时无法删除。需要先 docker stop + docker rm 容器，再删除镜像。

▶ 示例：查看磁盘占用（难度⭐）

BASH

# Show Docker disk usage breakdown
docker system df

# Show detailed per-image size
docker system df -v

💻 输出：

TEXT 📖 仅展示

TYPE            TOTAL   ACTIVE  SIZE      RECLAIMABLE
Images          5       2       1.2GB     800MB (66%)
Containers      3       1       150MB     120MB (80%)
Local Volumes   2       1       500MB     250MB (50%)
Build Cache     10      0       300MB     300MB (100%)

5. 镜像分层与缓存

(1) 分层原理

每个 Dockerfile 指令生成一个镜像层。docker pull 时按层下载，已存在的层会跳过。

graph TB
    subgraph "Image Layers (Shared, Read-only)"
        L1["Layer 1: Base OS<br/>debian:bookworm-slim"]
        L2["Layer 2: apt install<br/>nginx + deps"]
        L3["Layer 3: COPY html<br/>Custom content"]
    end
    subgraph "Container Layer (Writable)"
        C["Container Layer<br/>Runtime changes<br/>logs, temp files"]
    end
    C --> L3 --> L2 --> L1

(2) 分层的好处

好处	说明
存储去重	相同层只存一份，多个镜像共享
传输加速	pull 时跳过已有层，只下载新层
构建加速	未变的层使用缓存，不重新构建

(3) 查看镜像构建历史

BASH

# Show image build history (each layer)
docker history nginx:1.25-alpine

💻 输出（节选）：

TEXT 📖 仅展示

IMAGE          CREATED       CREATED BY                                      SIZE
e1ade32        2 weeks ago   CMD ["nginx" "-g" "daemon off;"]                0B
<missing>      2 weeks ago   STOPSIGNAL SIGQUIT                              0B
<missing>      2 weeks ago   ENTRYPOINT ["/docker-entrypoint.sh"]            0B
<missing>      2 weeks ago   COPY 15-local-resolvers.envsh /etc...           389B
<missing>      2 weeks ago   COPY 30-tune-worker-processes.sh /etc...        4.61kB
<missing>      2 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -x ... && apk add...         30.4MB
<missing>      2 months ago  /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/sh"]              0B

6. 镜像清理策略

(1) 三种清理命令对比

命令	清理范围	风险	适用场景
`docker rmi <image>`	删除指定镜像	低（精确控制）	删除已知不需要的镜像
`docker image prune`	删除悬空镜像（`<none>` tag）	极低（无人引用）	日常清理
`docker image prune -a`	删除所有未被容器使用的镜像	中（可能删掉还要用的）	磁盘紧张时
`docker system prune`	清理所有（镜像+容器+卷+缓存）	高（删除范围大）	全面清理

▶ 示例：清理悬空镜像（难度⭐）

BASH

# Remove dangling (untagged) images
docker image prune -f

💻 输出：

TEXT 📖 仅展示

Deleted Images:
untagged: <none>
deleted: sha256:a1b2c3d4...
Total reclaimed space: 150MB

(2) 常用基础镜像大小对比

镜像	大小	包管理器	特点
`alpine:3.19`	7 MB	apk	极小，musl libc
`debian:bookworm-slim`	74 MB	apt	标准 glibc，兼容性好
`ubuntu:22.04`	77 MB	apt	生态丰富
`node:20-alpine`	135 MB	apk + npm	Node.js 运行时
`python:3.12-slim`	155 MB	apt + pip	Python 运行时
`golang:1.22`	780 MB	apt + go	Go 编译环境

7. 完整示例：镜像拉取→标记→推送→清理

BASH

# ============================================
# Complete walkthrough: Image lifecycle management
# Covers: pull, tag, push (local registry), clean
# ============================================

# 1. Pull nginx Alpine image
docker pull nginx:1.25-alpine

# 2. View image details
docker images nginx
docker history nginx:1.25-alpine

# 3. Tag for a local registry
docker tag nginx:1.25-alpine localhost:5000/web/nginx:v1.0

# 4. Start a local registry (for push target)
docker run -d -p 5000:5000 --name registry registry:2

# 5. Push the tagged image to local registry
docker push localhost:5000/web/nginx:v1.0

# 6. Verify the push
curl -s http://localhost:5000/v2/web/nginx/tags/list | python3 -m json.tool

# 7. Remove local copies
docker rmi localhost:5000/web/nginx:v1.0

# 8. Pull back from local registry to verify
docker pull localhost:5000/web/nginx:v1.0

# 9. Clean up: stop registry and remove all unused images
docker stop registry && docker rm registry
docker image prune -a -f

# 10. Check final disk usage
docker system df

💻 输出（节选）：

TEXT 📖 仅展示

# docker push localhost:5000/web/nginx:v1.0
The push refers to repository [localhost:5000/web/nginx]
5f0e3b...: Pushed
latest: digest: sha256:7be1... size: 1361

# curl http://localhost:5000/v2/web/nginx/tags/list
{"name":"web/nginx","tags":["v1.0"]}

# docker system df
TYPE            TOTAL   ACTIVE  SIZE      RECLAIMABLE
Images          1       0       42.5MB    42.5MB (100%)

❓ 常见问题

Q :latest 标签会自动更新吗？

A 不会。本地已有的 :latest 不会自动更新。需要显式 docker pull nginx:latest 才能获取最新版本。生产环境应避免用 :latest，用精确版本号（如 nginx:1.25.4）确保可复现。

Q alpine 和 slim 镜像有什么区别？

A Alpine 基于 musl libc 和 BusyBox，极小（7 MB）但可能有兼容性问题（如 Python C 扩展）。Slim 基于 Debian，用 glibc，兼容性好但更大（80-150 MB）。优先用 slim，磁盘极度紧张时用 alpine。

Q 悬空镜像（dangling）是什么？

A 没有标签的镜像（显示为 <none>:<none>），通常由新构建覆盖旧镜像产生——旧镜像失去标签但层还在。用 docker image prune 安全清理，不会影响任何正在使用的镜像。

Q 怎么查看镜像的构建历史？

A docker history <image> 显示每一层的大小、创建时间和对应的 Dockerfile 指令。加 --no-trunc 可查看完整命令。这是分析镜像体积和优化 Dockerfile 的关键工具。

Q 私有仓库怎么搭建？

A 最简单的方式是 docker run -d -p 5000:5000 registry:2，5 秒内就有了一个本地 Registry。生产环境建议用 Harbor（带 Web UI + 认证 + 镜像扫描），或使用云服务商的 Container Registry（AWS ECR / 阿里云 ACR）。

Q 镜像删除后空间没有释放？

A Docker 使用 OverlayFS 分层存储，多个镜像可能共享底层。删除一个镜像只释放它独占的层。用 docker system df -v 查看每个镜像的实际可回收空间。

📖 小节

镜像由只读层叠加构成，分层存储实现去重和缓存加速
镜像命名规范：registry/repository:tag，生产环境避免用 :latest
docker pull / images / tag / rmi 是镜像管理的四大基本操作
docker tag 只创建别名不复制镜像，docker rmi 删除镜像前需先清理关联容器
悬空镜像用 docker image prune 清理，全面清理用 docker system prune
Alpine 最小（7 MB）但可能兼容性差，Slim 兼容性好（80-150 MB），按需选择

📝 作业

基础题（难度⭐）：从 Docker Hub 拉取三个不同 tag 的 Ubuntu 镜像（latest / 22.04 / 20.04），用 docker images 对比大小。
进阶题（难度⭐⭐）：用 docker history nginx:latest 分析 Nginx 镜像的分层，找出最大的一层并说明它对应什么操作。
挑战题（难度⭐⭐⭐）：运行 docker system df -v，分析本机 Docker 的磁盘占用分布，然后执行 docker image prune -a -f 清理，对比清理前后回收了多少空间。

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Docker: Docker镜像管理

1. 你将学到

2. 一个运维工程师的真实故事

(1) 痛点：CI 服务器磁盘告警

(2) 镜像清理的解法

(3) 收益：磁盘空间恢复

3. 镜像与 Docker Hub

(1) 镜像的组成

(2) 镜像命名规范

(3) 常见 tag 命名规范

4. 镜像基本操作

▶ 示例：拉取不同 tag 的 nginx 镜像（难度⭐）

▶ 示例：查看本地镜像列表（难度⭐）

▶ 示例：标记镜像（docker tag）（难度⭐⭐）

▶ 示例：删除镜像（难度⭐⭐）

▶ 示例：查看磁盘占用（难度⭐）

5. 镜像分层与缓存

(1) 分层原理

(2) 分层的好处

(3) 查看镜像构建历史

6. 镜像清理策略

(1) 三种清理命令对比

▶ 示例：清理悬空镜像（难度⭐）

(2) 常用基础镜像大小对比

7. 完整示例：镜像拉取→标记→推送→清理

❓ 常见问题

📖 小节

📝 作业

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