悬空镜像详解

以下是关于 Docker 悬空镜像（Dangling Images） 的详细解析，包括定义、产生原因、影响及管理方法：

---

一、悬空镜像的定义

悬空镜像 是指那些没有标签（REPOSITORY:TAG 显示为 <none>:<none>）且未被任何容器引用的镜像层。

• 关键特征：

  • 在 docker images 列表中显示为：

    REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
    <none>       <none>    abc123456789   2 hours ago     1.2GB

  • 仍占用磁盘空间，但无法通过常规标签访问。

---

二、悬空镜像的产生原因

1. 镜像标签覆盖

• 场景：
  当使用 docker build、docker commit 或 docker tag 为已存在的标签（如 myapp:latest）指向新镜像时，旧镜像失去标签。

• 示例：

  docker tag myapp:latest myapp:v1  # 原始镜像
  docker tag newimage:latest myapp:v1  # 覆盖后，原myapp:v1对应的镜像变为<none>

2. 构建过程中的中间层

• 场景：
  多阶段构建（multi-stage build）时，未被最终镜像使用的中间层会变为悬空镜像。

• 示例：

  FROM alpine AS builder  # 此阶段产生的镜像可能悬空
  RUN apt-get install -y build-essential
  
  FROM scratch
  COPY --from=builder /app /app

3. 强制删除标签

• 场景：
  直接删除镜像的最后一个标签（不删除镜像ID本身）。

• 示例：

  docker rmi myapp:old-tag  # 若此标签是镜像的唯一引用，镜像变为<none>

4. 拉取镜像时的覆盖

• 场景：
  从仓库拉取同名新版本镜像（如 docker pull nginx:latest 更新后，旧 nginx:latest 镜像悬空）。

5. 构建失败残留

• 场景：
  构建过程中出错，生成的未成功标记的中间镜像。

---

三、悬空镜像的影响

方面	影响说明
磁盘空间	占用存储（可通过 docker system df 查看）
安全性	可能包含敏感数据（如构建过程中的临时文件）
管理复杂度	镜像列表混乱，增加维护难度

---

四、识别悬空镜像

1. 查看所有悬空镜像

docker images -f "dangling=true"

2. 统计悬空镜像占用空间

docker system df -v | grep -i dangling

3. 结合 grep 筛选

docker images | grep "<none>"

---

五、管理悬空镜像

1. 删除所有悬空镜像

docker image prune
# 或强制删除（不确认）
docker image prune -f

2. 删除未被任何容器引用的镜像（包括悬空镜像）

docker image prune -a

3. 自动清理（Docker 17.06.1+）

在 daemon.json 中配置自动清理：

{
  "builder": {
    "gc": {
      "enabled": true,
      "defaultKeepStorage": "10GB"
    }
  }
}

4. 预防措施

• 构建时清理：

  docker build --rm=true -t myapp .  # --rm=true 是默认行为

• 定期维护脚本：

  # 每周清理悬空镜像
  0 3 * * 0 docker image prune -f

---

六、悬空镜像与中间层镜像的区别

特性	悬空镜像	中间层镜像
产生原因	标签被覆盖或删除	多阶段构建中未被使用的层
可见性	显示为 <none>:<none>	不直接显示，需 docker image ls -a
清理方式	docker image prune	docker builder prune
是否可复用	否（需重新打标签）	是（构建缓存）

---

七、实际案例演示

案例1：构建导致悬空镜像

# 1. 构建镜像（第一次）
docker build -t myapp:1.0 .

# 2. 再次构建相同标签
docker build -t myapp:1.0 .  # 旧镜像变为<none>

# 3. 查看悬空镜像
docker images -f "dangling=true"

案例2：清理后恢复磁盘空间

# 1. 检查当前磁盘使用
docker system df

# 2. 清理悬空镜像
docker image prune -f

# 3. 再次检查空间
docker system df

---

八、总结

• 悬空镜像本质：失去标签引用的镜像层，仍占用磁盘空间。

• 核心管理原则：

  • 定期清理：通过 prune 命令维护。

  • 标签规范化：避免频繁覆盖同一标签。

  • 构建优化：使用多阶段构建减少中间层。

通过合理管理悬空镜像，可以显著优化 Docker 宿主机的存储效率。