Docker運(yùn)行原理概述
Client-Server架構(gòu)
- docker守護(hù)進(jìn)程運(yùn)行在宿主機(jī)上systemctl start docker
- daemon進(jìn)程通過socket從客戶端（docker命令）接受命令來運(yùn)行管理各個容器
- 容器是一個運(yùn)行時環(huán)境，可以看做是運(yùn)行中的精簡版linux系統(tǒng)
docker容器技術(shù) vs 虛擬機(jī)技術(shù)（VMware等）
- 對比角度：程序運(yùn)行所在系統(tǒng)、存儲占用、運(yùn)行性能、移植性（類比JDK）。
- 不再需要Hypevisor硬件資源虛擬化的抽象層，運(yùn)行在docker容器上的程序直接使用實(shí)際宿主物理機(jī)的硬件資源，從而在CPU和內(nèi)存利用率上有明顯優(yōu)勢。
- docker新建一個容器時，是直接使用宿主機(jī)的內(nèi)核。VMware新建一個虛擬機(jī)時，需要加載GuestOS內(nèi)核（VMware上下載的各個os），這個過程至少分鐘級別，而docker新建容器則是秒級別。
- 官方對比圖↓
- docker
- 虛擬機(jī)
docker鏡像原理
鏡像是什么
- 輕量級、可執(zhí)行的獨(dú)立軟件包
- 打包了運(yùn)行某個軟件（比如Tomcat鏡像）所需的所有內(nèi)容，包括：
- 代碼（tomcat代碼）
- 運(yùn)行時環(huán)境（OS、JDK）
- 依賴庫
- 環(huán)境變量
- 配置文件等
- 底層基礎(chǔ)是Union File System（聯(lián)合文件系統(tǒng)）
- UnionFS：一種分層、輕量級且高性能的文件系統(tǒng)，支持對文件系統(tǒng)的修改作為一次提交來一層層的疊加，也支持將不同目錄掛載到同一虛擬文件系統(tǒng)下。
- 鏡像由一層層的文件系統(tǒng)組成，通過分層進(jìn)行繼承。基于基礎(chǔ)鏡像，可以制作出各種具體的應(yīng)用鏡像。
- 鏡像運(yùn)行時，一次聯(lián)合加載多個文件系統(tǒng)，根據(jù)繼承關(guān)系進(jìn)行疊加，最終外部只看到一個文件系統(tǒng)，但擁有了完整的文件和目錄結(jié)構(gòu)。
鏡像加載原理
- 鏡像實(shí)際有一層層的文件系統(tǒng)組成，即UnionFS。
- 文件系統(tǒng)層級中主要關(guān)注bootfs和rootfs
- bootfs包括BootLoader和kernel（操作系統(tǒng)內(nèi)核），BootLoader主要是引導(dǎo)加載kernel。同Linux，docker鏡像最底層是bootfs。Linux系統(tǒng)啟動時，會加載bootfs，然后BootLoader加載kernel（Linux內(nèi)核）至內(nèi)存，完成之后內(nèi)存的使用權(quán)由bootfs轉(zhuǎn)移給內(nèi)核，接著卸載掉bootfs。
- rootfs包含了我們熟悉的Linux文件目錄結(jié)構(gòu)：/dev/ /proc/ /bin/ /etc/ 等。對于不同的Linux發(fā)行版（Ubuntu、centos等），bootfs基本一致（內(nèi)核相同，都是Linux-kernel），而rootfs會有差別。
- why一個centos的docker鏡像只有200M，而VMware的centos系統(tǒng)鏡像幾個G？
- 對于一個精簡的Linux系統(tǒng)，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序庫就OK了。
- docker容器共用了宿主機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)核，只需要提供精簡的rootfs就OK，所以docker的os鏡像體積可以這么小，因此可以把docker容器看做一個精簡的Linux系統(tǒng)。
- why一個tomcat的docker鏡像反而比一個centos的docker鏡像大得多
- 每個應(yīng)用級別的docker鏡像，都是源于基礎(chǔ)鏡像（聯(lián)合文件系統(tǒng)），類比JAVA中的Object類，一層層繼承得到的。
- centos鏡像拉取：
[root@richardCentos ~]# docker pull centos Using default tag: latest latest: Pulling from library/centos d8d02d457314: Pull complete Digest: sha256:307835c385f656ec2e2fec602cf093224173c51119bbebd602c53c3653a3d6eb Status: Downloaded newer image for centos:latest docker.io/library/centos:latest
- tomcat鏡像拉取：
[root@richardCentos ~]# docker pull tomcat Using default tag: latest latest: Pulling from library/tomcat 9cc2ad81d40d: Pull complete e6cb98e32a52: Pull complete ae1b8d879bad: Pull complete 42cfa3699b05: Pull complete 8d27062ef0ea: Pull complete 9b91647396e3: Pull complete 7498c1055ea3: Pull complete a183d8c2c929: Pull complete 73dd800dda4c: Pull complete 2bc71ef979ec: Pull complete Digest: sha256:80db17f3efd9cdcd9af7c799097fe0d223bbee8f25aa36234ab56292e3d8bd7b Status: Downloaded newer image for tomcat:latest docker.io/library/tomcat:latest
- 很明顯，tomcat需要聯(lián)合的鏡像更多，可以想象這樣的繼承關(guān)系：
- kernel < centos < jdk < tomcat
- docker鏡像都是只讀的，但當(dāng)容器啟動時，一個新的可寫層會加載到鏡像的頂層，這一層稱為“容器層”，即我們進(jìn)行容器交互操作的對外層，容器層之下的都叫“鏡像層”。
