Docker 用了那么久，還不知道它是如何工作的？

在我的電腦上，Docker 服務(wù)一直都是自動(dòng)啟動(dòng)的，除非電腦真的卡的不行了，我才會(huì)把Docker 服務(wù)停掉，節(jié)省點(diǎn)兒資源。

相信很多朋友也經(jīng)常用 Docker，那你了解過(guò) Docker 是如何工作的么？

Docker 構(gòu)成三大件

Docker的架構(gòu)主要由三個(gè)核心組件構(gòu)成，這是 Docker 三大件。

Docker Client

這是開(kāi)發(fā)者與Docker交互的部分。無(wú)論你是直接使用 Docker 命令行，還是用 Docker desktop、OrbStack這些 GUI 工具，實(shí)際上都是在使用Docker客戶(hù)端。包括使用 Dockerfile 實(shí)際上也是對(duì) Client 命令的包裝。

它負(fù)責(zé)將你輸入的指令傳遞給Docker守護(hù)進(jìn)程（Docker daemon），并顯示出執(zhí)行結(jié)果。

Docker Host

這是Docker運(yùn)行的核心環(huán)境。在Docker主機(jī)上，最關(guān)鍵的部分就是Docker守護(hù)進(jìn)程（Docker daemon）。它負(fù)責(zé)處理 Docker API 的請(qǐng)求，管理各種Docker對(duì)象，包括下面這幾個(gè)：

? 鏡像（Images）：容器的只讀模板，包含了運(yùn)行應(yīng)用所需的所有依賴(lài)和配置。? 容器（Containers）：鏡像的運(yùn)行實(shí)例，可以被啟動(dòng)、停止、刪除等。? 網(wǎng)絡(luò)（Networks）：容器間通信的橋梁。? 數(shù)據(jù)卷（Volumes）：用于數(shù)據(jù)持久化的機(jī)制。

Docker Registry

這是存儲(chǔ)Docker鏡像的地方。Docker Hub是默認(rèn)的公共鏡像倉(cāng)庫(kù)，國(guó)內(nèi)也有不少的鏡像站，雖然現(xiàn)在很多不能用了，包括各個(gè)云平臺(tái)一般也有自己的鏡像倉(cāng)庫(kù)，很多公司也會(huì)搭建公司內(nèi)部的鏡像倉(cāng)庫(kù)。

我記得15年我做 devops 的時(shí)候，公司就搭了鏡像倉(cāng)庫(kù)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)公司用的那些鏡像都是高度定制化的，而且配置略復(fù)雜，搭建鏡像倉(cāng)庫(kù)就很合適。

Docker 如何工作的

好了，了解了 Docker 核心組件后，我們?cè)賮?lái)看看Docker是如何工作的吧。

使用者啟動(dòng)一個(gè)容器一定是從一個(gè)鏡像創(chuàng)建出來(lái)的，那就從鏡像的構(gòu)建、鏡像上傳、鏡像拉取直到容器運(yùn)行這幾個(gè)階段來(lái)看一下 Docker 的工作過(guò)程。

構(gòu)建階段

鏡像的發(fā)布者可以通過(guò) docker save 命令將自己的容器打包成一個(gè)鏡像，但是更好的方式是直接編寫(xiě)Dockerfile，定義好各種依賴(lài)和參數(shù)。

最后使用docker build命令構(gòu)建鏡像，Docker客戶(hù)端將指令發(fā)送給Docker守護(hù)進(jìn)程。守護(hù)進(jìn)程解析Dockerfile文件，根據(jù)其指定的參數(shù)和配置，創(chuàng)建一個(gè)符合要求的鏡像。

分發(fā)階段

使用docker push命令，將構(gòu)建好的鏡像上傳到Docker倉(cāng)庫(kù)，不管是公共倉(cāng)庫(kù)還是內(nèi)部倉(cāng)庫(kù)。

之后其他人就可以通過(guò)docker pull命令從倉(cāng)庫(kù)中獲取這個(gè)鏡像。到這一步大部分人應(yīng)該都很熟悉了，鏡像可能沒(méi)打包過(guò)，但是用鏡像啟動(dòng)容器應(yīng)該是輕車(chē)熟路的。

運(yùn)行階段

使用docker run命令，Docker守護(hù)進(jìn)程會(huì)基于指定的鏡像創(chuàng)建并啟動(dòng)一個(gè)新的容器，如果之前沒(méi)有用 docker pull命令拉取過(guò)，那會(huì)自動(dòng)拉取。

容器在一個(gè)隔離的環(huán)境中運(yùn)行，擁有自己的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)程空間。

Docker的工作原理保證了所有使用這個(gè)鏡像的環(huán)境都是一致的，這樣就不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)發(fā)說(shuō)：“在我的機(jī)器上是沒(méi)問(wèn)題的呀？在測(cè)試環(huán)境是可以的呀？”這樣的問(wèn)題了。

通過(guò)將應(yīng)用及其依賴(lài)打包到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的單元（容器）中，Docker確保了應(yīng)用可以在任何支持Docker的環(huán)境中一致地運(yùn)行。

此外，Docker的輕量級(jí)特性使得它可以在同一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)容器，每個(gè)容器都是相互隔離的。這種隔離性和可移植性使得Docker在微服務(wù)架構(gòu)、持續(xù)集成/持續(xù)部署（CI/CD）流程中發(fā)揮著重要作用。

Docker 、Dockerfile、Docker Swarm、K8S 之間的關(guān)系

Docker 和 Dockerfile

Dockerfile是一個(gè)文本文件，包含了一系列指令和參數(shù)。它用于定義如何構(gòu)建Docker鏡像。

當(dāng)執(zhí)行docker build命令時(shí)，Docker會(huì)讀取Dockerfile中的指令，并據(jù)此創(chuàng)建一個(gè)Docker鏡像。

可以將Dockerfile理解為鏡像的"配方"，而Docker則是"廚師"，按照這個(gè)配方烹飪出最終的"菜肴"(鏡像)。

Dockerfile是輸入，Docker鏡像是輸出，而Docker平臺(tái)則是將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的工具。

Docker 和 Docker Swarm

Docker Swarm是Docker原生的集群管理和編排工具。

當(dāng)需要的容器變多了，并且經(jīng)常有需要擴(kuò)展容器的需求時(shí)，就需要編排工具了。

Docker Swarm則用于管理多個(gè)Docker主機(jī)組成的集群。可以將多個(gè)運(yùn)行Docker的機(jī)器組合成一個(gè)虛擬的Docker主機(jī)，讓運(yùn)維人員輕松地在多臺(tái)機(jī)器上部署和擴(kuò)展Docker容器。

它提供了一些基本的編排功能，如服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、滾動(dòng)更新等。

可以將Docker Swarm視為Docker的擴(kuò)展，它使得Docker能夠在集群環(huán)境中更好地工作。

Docker 和 K8s

Kubernetes，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為K8s，是一個(gè)更加強(qiáng)大和復(fù)雜的容器編排平臺(tái)。

Kubernetes最初是為Docker容器設(shè)計(jì)的，但它現(xiàn)在支持多種容器運(yùn)行時(shí)，包括Docker和Containerd。

雖然 Kubernetes 宣布不再直接支持 Docker 了，但是實(shí)際上支持Containerd 就是支持 Docker了，所以默認(rèn) K8s 就是Docker 的編排工具。

Kubernetes提供了比Docker Swarm更豐富的功能，包括自動(dòng)擴(kuò)縮容、自我修復(fù)、批處理、水平擴(kuò)展等。

本文作者是朋友風(fēng)箏哥，也是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員和文章質(zhì)量很高的博主，推薦給大家：