docker中run的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關(guān)docker中run的示例分析的內(nèi)容。小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，一起跟隨小編過來看看吧。

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docker源碼相關(guān)

通過在/components/cli/command/commands.go里，抽象出各種命令的初始化操作。

使用第三方庫"github.com/spf13/cobra"

docker run 初始化命令行終端解析參數(shù)，最終生成 APIclient發(fā)出REQUEST請(qǐng)求給docker daemon.

docker daemon的初始化，設(shè)置了server的監(jiān)聽地址，初始化化routerSwapper, registryService 以及l(fā)ayStore、imageStore、volumeStore等各種存儲(chǔ) 。

docker run的命令解析為 docker container create 和 container start 兩次請(qǐng)求：

其中container create 不涉及底層containerd的調(diào)用，首先將host.config 、networkingConfig和AdjustCPUShares等組裝成一個(gè)客戶端請(qǐng)求，發(fā)送到docker daemon注冊(cè)該容器。該請(qǐng)求會(huì)完成拉取image, 以及初始化 baseContainer的RWlayer, config文件等，之后daemon就可以通過containerid來使用該容器。
container start 命令的核心是調(diào)用了daemon的containerStart(),它會(huì)完成
調(diào)用containerd進(jìn)行create容器，調(diào)用libcontainerd模塊 clnt *client 的初始化，

設(shè)置容器文件系統(tǒng)，掛載點(diǎn)： /var/lib/docker/overlay/{container.RWLayer.mountID}/merged
設(shè)置容器的網(wǎng)絡(luò)模式，調(diào)用libnetwork ,CNM模型（sandbox, endpoint,network）
創(chuàng)建/proc /dev等spec文件，對(duì)容器所特有的屬性進(jìn)行設(shè)置，
調(diào)用containerd進(jìn)行create容器

container.create

1）獲取libcontainerd模塊中的containers

2）獲取gid和uid

3）創(chuàng)建state目錄，配置文件路徑。

4）創(chuàng)建一個(gè)containercommon對(duì)象，創(chuàng)建容器目錄，以及配置文件路徑，根據(jù)spec創(chuàng)建配置文件。

container.start

1) 讀取spec對(duì)象的配置文件

2) 創(chuàng)建一個(gè)fifo的pipe

3) 定義containerd的請(qǐng)求對(duì)象，grpc調(diào)用containerd模塊。

ctr.client.remote.apiClient.CreateContainer(context.Background(), r)

4）啟動(dòng)成功后，更新容器狀態(tài)。

daemon 啟動(dòng)libcontainerd ，作為grpc的server。

cmd/dockerd/daemon.go 中存在libcontainerd初始化的流程。
包括啟動(dòng)grpc服務(wù)器，對(duì)套接字進(jìn)行監(jiān)聽。
通過grpc.dail 與grpc server建立連接conn, 根據(jù)該鏈接建立apiclient對(duì)象，發(fā)送json請(qǐng)求。
runContainerdDaemon
通過docker-containerd二進(jìn)制與grpc server進(jìn)行通信，
docker-containerd -l unix:///var/run/docker/libcontainerd/docker-containerd.sock --metrics-interval=0 --start-timeout 2m --state-dir /var/run/docker/libcontainerd/containerd --shim docker-containerd-shim --runtime docker-runc
執(zhí)行結(jié)果的輸入輸出流重定向到docker daemon。
```
 runc把state.json文件保存在容器運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息，默認(rèn)存放在/run/runc/{containerID}/state.json。
```

containerd源碼相關(guān)

type Supervisor struct {
	// stateDir is the directory on the system to store container runtime state information.
	stateDir string
	// name of the OCI compatible runtime used to execute containers
	runtime     string
	runtimeArgs []string
	shim        string
	containers  map[string]*containerInfo
	startTasks  chan *startTask //這是containerd到runc的橋梁，由func (w *worker) Start()消費(fèi)
	// we need a lock around the subscribers map only because additions and deletions from
	// the map are via the API so we cannot really control the concurrency
	subscriberLock sync.RWMutex
	subscribers    map[chan Event]struct{}
	machine        Machine
	tasks          chan Task //所有來自于docker-daemon的request都會(huì)轉(zhuǎn)化為event存放到這，由func (s *Supervisor) Start()消費(fèi)
	monitor        *Monitor
	eventLog       []Event
	eventLock      sync.Mutex
	timeout        time.Duration
}
type startTask struct {
	Container      runtime.Container
	CheckpointPath string
	Stdin          string
	Stdout         string
	Stderr         string
	Err            chan error
	StartResponse  chan StartResponse
}

我們知道containerd作為docker daemon的grpc server端，通過接收 apiclient request轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的events，在不同的子系統(tǒng)distribution , bundles , runtime 中進(jìn)行數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)，包括鏡像上傳下載，鏡像打包和解壓，運(yùn)行時(shí)的創(chuàng)建銷毀等。

其中containerd 核心組件包括 supervisor 和executor, 數(shù)據(jù)流如下：

docker-daemon
--->tasks chan Task
 --->func (s *Supervisor) Start()消費(fèi)
   --->存放到startTasks  chan *startTask
      -->func (w *worker) Start()消費(fèi)

containerd的初始化

docker-containerd初始化包括新建Supervisor對(duì)象：

該對(duì)象會(huì)啟動(dòng)10個(gè)worker，負(fù)責(zé)處理創(chuàng)建新容器的任務(wù)(task)。
supervisor的初始化，包括startTask chan初始化，啟動(dòng)監(jiān)控容器進(jìn)程的monitor
一個(gè)worker包含一個(gè)supervisor和sync.waitgroup，wg用于實(shí)現(xiàn)容器啟動(dòng)。
supervisor的start，消費(fèi)tasks，把task中的container數(shù)據(jù)組裝成runtime.container, 封裝到type startTask struct，發(fā)送到startTask chan隊(duì)列。
啟動(dòng)grpc server(startServer)，用來接收dockerd的request請(qǐng)求。

func daemon(context *cli.Context) error {
	s := make(chan os.Signal, 2048)
	signal.Notify(s, syscall.SIGTERM, syscall.SIGINT)
	/*
		新建一個(gè)supervisor，這個(gè)是containerd的核心部件
			==>/supervisor/supervisor.go
				==>func New
	*/
	sv, err := supervisor.New(
		context.String("state-dir"),
		context.String("runtime"),
		context.String("shim"),
		context.StringSlice("runtime-args"),
		context.Duration("start-timeout"),
		context.Int("retain-count"))
	if err != nil {
		return err
	}
	wg := &sync.WaitGroup{}
	/*
		supervisor 啟動(dòng)10個(gè)worker
			==>/supervisor/worker.go
	*/
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1)
		w := supervisor.NewWorker(sv, wg)
		go w.Start()
	}
	//啟動(dòng)supervisor
	if err := sv.Start(); err != nil {
		return err
	}
    // Split the listen string of the form proto://addr
	/*
		根據(jù)參數(shù)獲取監(jiān)聽器
		listenSpec的值為 unix:///var/run/docker/libcontainerd/docker-containerd.sock
	*/
	listenSpec := context.String("listen")
	listenParts := strings.SplitN(listenSpec, "://", 2)
	if len(listenParts) != 2 {
		return fmt.Errorf("bad listen address format %s, expected proto://address", listenSpec)
	}
	/*
		啟動(dòng)grpc server端
	*/
	server, err := startServer(listenParts[0], listenParts[1], sv)
	if err != nil {
		return err
	}

其中startServer負(fù)責(zé)啟動(dòng)grpc server，監(jiān)聽docker-containerd.sock，聲明注冊(cè)路由handler。

當(dāng)CreateContainer handler接收到一個(gè)Request之后，會(huì)把其轉(zhuǎn)化成type startTask struct，將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)StartTask 事件，其中存放創(chuàng)建容器的request信息。
通過s.sv.SendTask(e)將該事件發(fā)送給supervosior 主循環(huán)。

// SendTask sends the provided event to the the supervisors main event loop
/*
	SendTask將evt Task發(fā)送給 the supervisors main event loop
	所有來自于docker-daemon的request都會(huì)轉(zhuǎn)化為event存放到這，生產(chǎn)者
*/
func (s *Supervisor) SendTask(evt Task) {
	TasksCounter.Inc(1) //任務(wù)數(shù)+1
	s.tasks <- evt
}

等待woker.Start()消費(fèi)處理結(jié)果后，將StartResponse返回給docker-daemon。

supervisor.start

負(fù)責(zé)將每一個(gè)request轉(zhuǎn)化成特定的task類型，通過一個(gè)goroutine遍歷task中所有的任務(wù)并進(jìn)行處理。消費(fèi)tasks，把task中的container數(shù)據(jù)組裝成runtime.container, 封裝到type startTask struct，發(fā)送到startTask chan隊(duì)列。

worker.start

負(fù)責(zé)調(diào)用containerd-shim, 監(jiān)控容器中的進(jìn)程，并把結(jié)果返回給StartResponse chan隊(duì)列。

其中，

container.Start() 通過containerd-shim 調(diào)用runc create {containerID}創(chuàng)建容器。

 process, err := t.Container.Start(t.CheckpointPath, runtime.NewStdio(t.Stdin, t.Stdout, t.Stderr))

 其中值得注意的是，container.start 和container.exec均是調(diào)用createcmd，exec 命令則是通過process.json中的相關(guān)屬性來判斷是Start()還是Exec(),最后組裝成containerd-shim的調(diào)用命令。

 當(dāng)具體容器內(nèi)進(jìn)程pid生成(由runc生成)后，createCmd會(huì)啟動(dòng)一個(gè)go routine來等待shim命令的結(jié)束。 shim命令一般不會(huì)退出。 當(dāng)shim發(fā)生退出時(shí)，如果容器內(nèi)的進(jìn)程仍在運(yùn)行，則需要把該進(jìn)程殺死；如果容器內(nèi)進(jìn)程已經(jīng)不存在，則無需清理工作。

process.Start() 通過調(diào)用runc start {containerID}命令啟動(dòng)容器的init進(jìn)程

root@idc-gz:/var/run/docker/libcontainerd# tree -L 2 eb347b7e27ecbc01f009971a13cb1b24a89baad795f703053de26d9722129039/
eb347b7e27ecbc01f009971a13cb1b24a89baad795f703053de26d9722129039/
├── 95de4070f528e1d68c80142f679013815a2d1a00da7858c390ad4895b8f8991b-stdin
├── 95de4070f528e1d68c80142f679013815a2d1a00da7858c390ad4895b8f8991b-stdout
├── config.json
├── dc172589265f782a476af1ed302d3178887d078c737ff3d18b930cbc143e5fd5-stdin
├── dc172589265f782a476af1ed302d3178887d078c737ff3d18b930cbc143e5fd5-stdout
├── ef00cfa54bf014e3f732af3bda1f667c9b0f79c0d865f099b1bee014f0834844-stdin
├── ef00cfa54bf014e3f732af3bda1f667c9b0f79c0d865f099b1bee014f0834844-stdout
├── init-stdin
└── init-stdout
root@idc-gz:/var/run/docker/libcontainerdcontainerd# tree -L 2 eb347b7e27ecbc01f009971a13cb1b24a89baad795f703053de26d9722129039/
eb347b7e27ecbc01f009971a13cb1b24a89baad795f703053de26d9722129039/
├── dc172589265f782a476af1ed302d3178887d078c737ff3d18b930cbc143e5fd5
│   ├── control
│   ├── exit
│   ├── log.json
│   ├── pid
│   ├── process.json
│   ├── shim-log.json
│   └── starttime
├── ef00cfa54bf014e3f732af3bda1f667c9b0f79c0d865f099b1bee014f0834844
│   ├── control
│   ├── exit
│   ├── log.json
│   ├── pid
│   ├── process.json
│   ├── shim-log.json
│   └── starttime
├── init
│   ├── control
│   ├── exit
│   ├── log.json
│   ├── pid
│   ├── process.json
│   ├── shim-log.json
│   └── starttime
└── state.json

runc源碼相關(guān)

runc create

在源碼create.go中，首先會(huì)加載config.json的配置，然后調(diào)用startContainer函數(shù)，其流程包括：

createContainer, 生成libcontainer.Container對(duì)象，狀態(tài)處于stopped、destoryed。

調(diào)用loadFactory方法, 生成一個(gè)libcontainer.Factory對(duì)象。
調(diào)用factory.Create()方法，生成libcontainer.Container

把libcontainer.Container封裝到type runner struct對(duì)象中。

runner.run負(fù)責(zé)將config.json設(shè)置將來在容器中啟動(dòng)的process，設(shè)置iopipe和tty
runc create ,調(diào)用container.Start(process)

linuxContainer.newParentPorcess組裝要執(zhí)行的parent命令, 組裝出來的命令是/proc/self/exe init, 通過匿名管道讓runc create 和runc init進(jìn)行通信。
parent.start()會(huì)根據(jù)parent的類型來選擇對(duì)應(yīng)的start()，自此之后，將進(jìn)入/proc/self/exe init，也就是runc init
將容器狀態(tài)持久化到state.json，此時(shí)容器狀態(tài)為created.

runc start，調(diào)用container.Run(process)

// LinuxFactory implements the default factory interface for linux based systems.
type LinuxFactory struct {
	// Root directory for the factory to store state.
	/*
		factory 存放數(shù)據(jù)的根目錄  默認(rèn)是 /run/runc
		而/run/runc/{containerID} 目錄下，會(huì)有兩個(gè)文件：
          一個(gè)是管道exec.fifo
		  一個(gè)是state.json
	*/
	Root string

	// InitArgs are arguments for calling the init responsibilities for spawning
	// a container.
	/*
		用于設(shè)置 init命令 ，固定是 InitArgs:  []string{"/proc/self/exe", "init"},
	*/
	InitArgs []string

	// CriuPath is the path to the criu binary used for checkpoint and restore of
	// containers.
	// 用于checkpoint and restore
	CriuPath string

	// Validator provides validation to container configurations.
	Validator validate.Validator

	// NewCgroupsManager returns an initialized cgroups manager for a single container.
	// 初始化一個(gè)針對(duì)單個(gè)容器的cgroups manager
	NewCgroupsManager func(config *configs.Cgroup, paths map[string]string) cgroups.Manager
}

// 一個(gè)容器負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)一個(gè)runner
type runner struct {
	enableSubreaper bool
	shouldDestroy   bool
	detach          bool
	listenFDs       []*os.File
	pidFile         string
	console         string
	container       libcontainer.Container
	create          bool
}

runc init

runc create clone出一個(gè)子進(jìn)程，namespace與父進(jìn)程隔離，子進(jìn)程中調(diào)用/proc/self/exe init進(jìn)行初始化。

runc init的過程如下：

調(diào)用factory.StartInitialization();

配置容器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，路由，初始化mount namespace, 調(diào)用setupRootfs在新的mount namespaces中配置設(shè)備、掛載點(diǎn)以及文件系統(tǒng)。
配置hostname, apparmor,processLabel,sysctl, readyonlyPath, maskPath.
獲取父進(jìn)程的退出信號(hào)，通過管道與父進(jìn)程同步，先發(fā)出procReady再等待procRun
恢復(fù)parent進(jìn)程的death信號(hào)量并檢查當(dāng)前父進(jìn)程pid是否為我們?cè)瓉碛涗浀牟皇堑脑挘琸ill ourself。
與父進(jìn)程之間的同步已經(jīng)完成，關(guān)閉pipe。
"只寫" 方式打開fifo管道并寫入0，會(huì)一直保持阻塞。等待runc start以只讀的方式打開FIFO管道，阻塞才會(huì)消除。之后本進(jìn)程才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。
調(diào)用syscall.Exec，執(zhí)行用戶真正希望執(zhí)行的命令。用來覆蓋掉PID為1的Init進(jìn)程。至此，在容器內(nèi)部PID為1的進(jìn)程才是用戶希望一直在前臺(tái)執(zhí)行的進(jìn)程。
init進(jìn)程通過匿名管理讀取父進(jìn)程的信息，initType以及config信息。
調(diào)用func newContainerInit()，生成一個(gè)type linuxStandardInit struct對(duì)象
執(zhí)行l(wèi)inuxStandardInit.Init()，Init進(jìn)程會(huì)根據(jù)config配置初始化seccomp，并調(diào)用syscall.Exec執(zhí)行cmd。

runc start

runc start的邏輯比較簡單，分為兩步：

從context中獲取libcontainer.container對(duì)象。
通過判斷container 的狀態(tài)為created，執(zhí)行l(wèi)inuxContainer.exec()。

以“只讀”的方式打開FIFO管道，讀取內(nèi)容。這同時(shí)也恢復(fù)之前處于阻塞狀態(tài)的`runc Init`進(jìn)程，Init進(jìn)程會(huì)執(zhí)行最后調(diào)用用戶期待的cmd部分。
如果讀取到的data長度大于0，則讀取到Create流程中最后寫入的“0”，則刪除FIFO管道文件。

感謝各位的閱讀！關(guān)于“docker中run的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！

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