Docker 原理深度解析

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言并遵从 Apache2.0 协议开源。Docker 让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 或 Windows 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker 的核心概念

• 镜像(Image): 镜像是创建 Docker 容器的基础。它是一个只读的模板，包含启动一个容器所需的所有文件和指令。

• 容器(Container): 容器是由镜像实例化而来的一个运行时环境。每个容器都是独立的，并且拥有自己的文件系统、用户空间、网络空间等。

• 仓库(Registry): Docker Hub 或私有仓库用于存储和分发 Docker 镜像。

Docker 的技术原理

1. Cgroups (Control Groups)Cgroups 是 Linux 内核提供的资源限制、优先级分配、任务控制等功能的技术。Docker 利用 cgroups 实现对 CPU、内存、磁盘 I/O 等资源的限制和隔离，确保容器之间不会互相干扰。

2. NamespacesNamespaces 提供了进程、网络、文件系统等资源的隔离。Docker 使用不同的 namespaces 如 pid, net, ipc, uts 和 mnt 来隔离容器的运行环境，使每个容器都感觉像是在自己的系统中运行。

3. Union Filesystem (AUFS) / overlayFSDocker 使用一种称为 Union FS 的文件系统技术来高效地管理和存储容器的文件系统。AUFS 和 overlayFS 允许在多个文件系统层上叠加，这样容器的文件系统就可以在镜像的基础上添加或修改文件，而不会影响底层的镜像数据。

4. LXC (Linux Containers)虽然 Docker 最初是基于 LXC 构建的，但现代 Docker 已经转向更底层的 Linux 内核功能，如 cgroups 和 namespaces。LXC 提供了一个用户空间接口来利用这些内核特性，但它不再是 Docker 实现的核心。

5. DockerfileDockerfile 是一个文本文件，其中包含了所有构建镜像所需的指令。通过 Dockerfile，开发者可以定义镜像的基础镜像、安装软件包、设置环境变量、定义端口映射等，从而自动化地创建 Docker 镜像。

Docker 的生命周期

• 构建: 使用 Dockerfile 构建镜像。

• 运行: 从镜像启动容器。

• 停止: 停止正在运行的容器。

• 删除: 删除不再需要的容器和镜像