Docker运行原理详解(图解+秒懂+全面)

摘要：Docker是云原生的核心，也是大厂必备技能，下面我就全面来详解Docker运行原理@mikechen

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Docker是云原生的核心，也是大厂必备技能，下面我就全面来详解Docker运行原理@mikechen

Docker运行原理

Docker 是一种轻量级容器化技术，允许开发者打包应用及其依赖到一个可移植的容器中，并在不同环境中一致运行。

Docker 容器运行时的核心原理，可以从：架构组成、核心技术、和运行流程三个层面来理解。

Docker架构

Docker架构，如下图所示：

1. Docker Client（客户端）

与用户交互，如执行 docker run、docker build 等命令。

实际不做执行逻辑，而是将请求发给 Docker Daemon。

2. Docker Daemon（服务端）

是 Docker 的守护进程，运行在后台。

负责构建、运行和管理容器生命周期。

对接 Linux 内核的相关技术（如 namespace、cgroups）。

3. Docker Registry（镜像仓库）

存储镜像（如官方的 Docker Hub、本地 Harbor）。

docker pull、docker push 与之交互。

4. Docker Image & Container

Image（镜像）：只读模板，如应用快照。

Container（容器）：镜像运行时的实例，有独立环境和进程空间。

Docker核心技术

Docker 底层，依赖 Linux 的几个核心特性来实现容器隔离、和资源控制。

Linux Namespaces (命名空间):

提供隔离机制，使得每个容器拥有独立的系统视图，包括 PID、网络、挂载点、UTS、IPC 和 User 命名空间。

Linux Cgroups (Control Groups，控制组):

提供资源限制和管理能力，可以限制容器的 CPU、内存、磁盘 I/O 和网络带宽等资源使用。

UnionFS (联合文件系统):

用于构建分层镜像，将多个只读层合并成一个可读写的文件系统，实现镜像的轻量化和高效分发。

容器镜像 (Container Images)

轻量级、可执行的软件包，包含运行应用程序所需的所有内容，例如代码、运行时环境、库、环境变量和配置文件。

容器 (Containers):

镜像的运行时实例，是隔离的进程，拥有自己独立的文件系统、网络和进程空间。

Docker运行流程

Docker运行流程，如下:

用户执行 docker run 命令↓DockerClient发送请求到DockerDaemon↓DockerDaemon检查镜像是否存在（本地/远程拉取）↓基于镜像解压生成容器文件系统（利用UnionFS）↓设置namespace和 cgroups，创建隔离环境↓初始化网络、挂载卷、设置环境变量等↓调用 containerd + runc 启动容器进程↓容器开始运行，PID=1为主进程

总之，Docker 的运行原理基于 Linux 内核的命名空间、Cgroups 和 UnionFS，结合 containerd 等运行时，提供轻量、高效的容器化解决方案。

以上

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