Docker架构那些底层秘密和源码细节,想知道怎么运作的可以看看
- 问答
- 2026-01-24 23:54:26
- 1
Docker 架构的底层秘密和源码细节,可以从其核心组件和工作流程中窥见,根据 Docker 官方文档及其在 GitHub 上开源的 Moby 项目代码,其运作并非由一个单一庞大的程序完成,而是多个组件各司其职、精密协作的结果。
当你运行一条 docker run 命令时,故事就开始了,首先与你交互的是 Docker 客户端(docker-cli),它并非真正的“引擎”,只是一个命令行工具,它的主要工作是解析你的命令参数,然后按照预定的 API 格式,通过 HTTP 请求发送给真正的核心——Docker 守护进程(dockerd),守护进程是一个常驻后台的系统服务,它监听在一个 Unix Socket 或 TCP 端口上,等待来自客户端的指令,这是典型的客户端-服务器架构(来源:Docker 官方架构文档)。
守护进程收到创建容器的请求后,它自己并不直接动手创建容器,在当前的架构中,它会将容器运行相关的任务委托给一个更专注的组件——containerd,containerd 是一个负责容器生命周期管理的守护进程,它负责管理容器的核心操作,如创建、启动、停止、暂停和删除,Docker 守护进程与 containerd 之间通过 gRPC 协议进行通信(来源:containerd 项目文档及 Docker 源码中的 daemon 和 libcontainerd 包)。
当 containerd 收到运行容器的指令时,它自己也不直接与操作系统内核交互去创建“容器”这个实体,它会调用一个名为 runc 的工具,runc 是一个轻量级的、符合 OCI(开放容器倡议)运行时标准的命令行工具,它的任务非常单纯:根据一个名为“容器配置清单”(config.json)的文件和容器的根文件系统(rootfs)来创建一个容器,这个配置清单里详细定义了容器运行所需的所有隔离环境,如命名空间(Namespace)、控制组(Cgroups)、能力(Capabilities)等,runc 会调用 Linux 内核的系统调用,依次创建这些隔离环境,最终在其中启动指定的应用程序进程,可以说,runc 是那个真正“创造”容器瞬间的工具(来源:OCI runtime-spec 规范及 runc 源码)。
那么容器的根文件系统从哪里来?这涉及到 Docker 的另一大核心:镜像,镜像并非一个完整的、单一的文件,在源码中(如 distribution 和 image 包),镜像被设计为一系列只读层的叠加,每一层代表文件系统的一组变化(比如添加一个文件,修改一个配置),这些层通过联合文件系统(如 overlay2)的技术,在容器启动时被透明地叠加在一起,形成一个统一的视图,这就是容器的根文件系统,最上层还会添加一个可写的“薄层”,用于记录容器运行时的所有修改,这种分层设计使得镜像的下载、存储和共享极其高效。
网络和存储也是两大支柱,Docker 的网络模型基于 Linux 的网络命名空间和虚拟网络设备(如 veth pair),守护进程中的网络控制器(源码中的 libnetwork 包)会创建和管理独立的网络命名空间,并通过虚拟网桥(如 docker0)或更复杂的驱动(如 overlay 网络驱动)将容器连接到主机网络或其他容器网络,存储方面,除了上述的镜像分层存储,Docker 还通过卷(volume)机制提供持久化存储,其本质是在主机文件系统上管理一个目录,然后将其挂载到容器的指定路径中,完全绕过容器的联合文件系统,从而实现数据的独立生命周期管理。
总结其运作流程:用户输入命令 -> Docker 客户端发送 API 请求 -> Docker 守护进程接收并协调 -> 调用 containerd 管理生命周期 -> containerd 使用 runc 创建容器进程 -> runc 调用内核系统调用配置隔离环境 -> 联合文件系统提供根文件系统视图 -> 网络和存储驱动提供连接与持久化,整个架构层层解耦,containerd 和 runc 甚至可以被其他项目(如 Kubernetes)单独使用,这体现了 Docker 在底层设计上的模块化思想,通过阅读其开源代码,可以清晰地看到这些组件间的接口定义和数据传递,从而深刻理解一个容器从镜像到运行的完整诞生记。

本文由度秀梅于2026-01-24发表在笙亿网络策划,如有疑问,请联系我们。
本文链接:https://haoid.cn/wenda/85387.html
