1 Docker底层实现

docker底层主要是通过cgroup和namespace两种技术实现，cgroup实现资源限额， namespace实现资源隔离。
在容器内部执行ps之后出现两个进程在运行，一个是我的服务，另外一个是我刚刚执行的ps，已经看到容器内部进程已经跟我们的宿主机中的服务完全隔离开了。这其实就是对被隔离应用的进程空间做了隔离，使得这些进程空间下的进程只能看到重新计算之后的进程编号，这就是linux的namespace机制，linux底层是通过clone()函数实现，而当在docker中创建进程时就可以通过指定参数返回一个全新的进程空间，这样的话的就做到了pid为1的目的，其实你到宿主机上查看下，这个docker中运行的服务，在宿主机上存在着同样的进程，只不过这个进程的pid是真实的pid。

Linux Cgroups 的全称是 Linux Control Group。它最主要的作用，就是限制一个进程组能够使用的资源上限，包括 CPU、内存、磁盘、网络带宽等.

进入容器内部/sys/fs/cgroup/文件夹下面，里面包含了很多子目录，通过这些目录中的文件内容就可以实现对各种资源的限制。
看到这里，再品一下，容器就是一个进程而已。

2 什么是Docker?

Docker是一个开源的应用容器引擎，它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，然后发布到安装了任何 Linux 发行版本的机器上。Docker基于LXC来实现类似VM的功能，可以在更有限的硬件资源上提供给用户更多的计算资源。与同VM等虚拟化的方式不同，LXC不属于全虚拟化、部分虚拟化或半虚拟化中的任何一个分类，而是一个操作系统级虚拟化。
Docker是直接运行在宿主操作系统之上的一个容器，使用沙箱机制完全虚拟出一个完整的操作，容器之间不会有任何接口，从而让容器与宿主机之间、容器与容器之间隔离的更加彻底。每个容器会有自己的权限管理，独立的网络与存储栈，及自己的资源管理能，使同一台宿主机上可以友好的共存多个容器。
Docker借助Linux的内核特性，如：控制组（Control Group）、命名空间（Namespace）等，并直接调用操作系统的系统调用接口。从而降低每个容器的系统开销，并实现降低容器复杂度、启动快、资源占用小等特征。

3 Docker和虚拟机的区别？

虚拟机Virtual Machine与容器化技术（代表Docker）都是虚拟化技术，两者的区别在于虚拟化的程度不同。

  • 举个例子
  1. 服务器：比作一个大型的仓管基地，包含场地与零散的货物——相当于各种服务器资源。
  2. 虚拟机技术：比作仓库，拥有独立的空间堆放各种货物或集装箱，仓库之间完全独立——仓库相当于各种系统，独立的应用系统和操作系统。
  3. Docker：比作集装箱，操作各种货物的打包——将各种应用程序和他们所依赖的运行环境打包成标准的容器，容器之间隔离。
  • 基于一个图解释

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  1. 虚拟机管理系统（Hypervisor）。利用Hypervisor，可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。类型1的Hypervisor有支持MacOS的HyperKit，支持Windows的Hyper-V以及支持Linux的KVM。类型2的Hypervisor有VirtualBox和VMWare。
  2. Docker守护进程（Docker Daemon）。Docker守护进程取代了Hypervisor，它是运行在操作系统之上的后台进程，负责管理Docker容器。
  3. vm多了一层guest OS，虚拟机的Hypervisor会对硬件资源也进行虚拟化，而容器Docker会直接使用宿主机的硬件资源
  • 基于虚拟化角度
  1. 隔离性 由于vm对操作系统也进行了虚拟化，隔离的更加彻底。而Docker共享宿主机的操作系统，隔离性较差。
  2. 运行效率 由于vm的隔离操作，导致生成虚拟机的速率大大低于容器Docker生成的速度，因为Docker直接利用宿主机的系统内核。因为虚拟机增加了一层虚拟硬件层，运行在虚拟机上的应用程序在进行数值计算时是运行在Hypervisor虚拟的CPU上的；另外一方面是由于计算程序本身的特性导致的差异。虚拟机虚拟的cpu架构不同于实际cpu架构，数值计算程序一般针对特定的cpu架构有一定的优化措施，虚拟化使这些措施作废，甚至起到反效果。
  3. 资源利用率 在资源利用率上虚拟机由于隔离更彻底，因此利用率也会相对较低。

    4 Docker的架构？

    Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，使用远程API来管理和创建Docker容器。
  • Docker 客户端(Client) : Docker 客户端通过命令行或者其他工具使用 Docker SDK (https://docs.docker.com/develop/sdk/) 与 Docker 的守护进程通信。
  • Docker 主机(Host) ：一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker 守护进程和容器。

Docker 包括三个基本概念:

  • 镜像（Image）：Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。
  • 容器（Container）：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
  • 仓库（Repository）：仓库可看着一个代码控制中心，用来保存镜像。

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5 Docker镜像相关操作有哪些？

  1. # 查找镜像
  2. docker search mysql
  4. # 拉取镜像
  5. docker pull mysql
  7. # 删除镜像
  8. docker rmi hello-world
  10. # 更新镜像
  11. docker commit -m="update test" -a="pdai" 0a1556ca3c27  pdai/ubuntu:v1.0.1
  13. # 生成镜像
  14. docker build -t pdai/ubuntu:v2.0.1 .
  16. # 镜像标签
  17. docker tag a733d5a264b5 pdai/ubuntu:v3.0.1
  19. # 镜像导出
  20. docker save > pdai-ubuntu-v2.0.2.tar 57544a04cd1a
  22. # 镜像导入
  23. docker load < pdai-ubuntu-v2.0.2.tar

6 Docker容器相关操作有哪些？

  1. # 容器查看
  2. docker ps -a
  4. # 容器启动
  5. docker run -it pdai/ubuntu:v2.0.1 /bin/bash
  7. # 容器停止
  8. docker stop f5332ebce695
  10. # 容器再启动
  11. docker start f5332ebce695
  13. # 容器重启
  14. docker restart f5332ebce695
  16. # 容器导出
  17. docker export f5332ebce695 > ubuntu-pdai-v2.tar
  19. # 容器导入
  20. docker import ubuntu-pdai-v2.tar pdai/ubuntu:v2.0.2
  22. # 容器强制停止并删除
  23. docker rm -f f5332ebce695
  25. # 容器清理
  26. docker container prune
  28. # 容器别名操作
  29. docker run -itd --name pdai-ubuntu-202 pdai/ubuntu:v2.0.2 /bin/bash

7 如何查看Docker容器的日志？

  1. #例：实时查看docker容器名为user-uat的最后10行日志
  2. docker logs -f -t --tail 10 user-uat
  4. #例：查看指定时间后的日志，只显示最后100行：
  5. docker logs -f -t --since="2018-02-08" --tail=100 user-uat
  7. #例：查看最近30分钟的日志:
  8. docker logs --since 30m user-uat
  10. #例：查看某时间之后的日志：
  11. docker logs -t --since="2018-02-08T13:23:37" user-uat
  13. #例：查看某时间段日志：
  14. docker logs -t --since="2018-02-08T13:23:37" --until "2018-02-09T12:23:37" user-uat
  16. #例：将错误日志写入文件：
  17. docker logs -f -t --since="2018-02-18" user-uat | grep error >> logs_error.txt

8 如何启动Docker容器？参数含义？

  1. [root@pdai docker-test]# docker run -itd pdai/ubuntu:v2.0.1 /bin/bash
  • -it 可以连写的，表示 -i -t
  • -t: 在新容器内指定一个伪终端或终端。
  • -i: 允许你对容器内的标准输入 (STDIN) 进行交互

  • -d: 后台模式

    9 如何进入Docker后台模式？有什么区别？

  • 第一种：docker attach

    1. [root@pdai ~]# docker ps
    2. CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND             CREATED           STATUS          PORTS           NAMES
    3. f5332ebce695        pdai/ubuntu:v2.0.1   "/bin/bash"         38 minutes ago    Up 2 seconds    22/tcp, 80/tcp  jolly_kepler
    4. [root@pdai ~]# docker attach f5332ebce695
    5. root@f5332ebce695:/# echo 'pdai'
    6. pdai
    7. root@f5332ebce695:/# exit
    8. exit
    9. [root@pdai ~]# docker ps
    10. CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS              NAMES

    看到没，使用docker attach进入后，exit便容器也停止了。

  • 第二种：docker exec

    1. [root@pdai ~]# docker exec -it f5332ebce695 /bin/bash
    2. Error response from daemon: Container f5332ebce69520fba353f035ccddd4bd42055fbd1e595f916ba7233e26476464 is not running
    3. [root@pdai ~]# docker restart f5332ebce695
    4. f5332ebce695
    5. [root@pdai ~]# docker exec -it f5332ebce695 /bin/bash
    6. root@f5332ebce695:/# exit
    7. exit
    8. [root@pdai ~]# docker ps
    9. CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
    10. f5332ebce695        pdai/ubuntu:v2.0.1   "/bin/bash"         42 minutes ago      Up 8 seconds        22/tcp, 80/tcp      jolly_kepler

    注意：

  • 我特意在容器停止状态下执行了docker exec，是让你看到docker exec是在容器启动状态下用的，且注意下错误信息；

  • 推荐大家使用 docker exec 命令，因为此退出容器终端，不会导致容器的停止。