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聊聊什么是 Docker,为什么要使用它

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Docker 作为一种新兴的虚拟化方式,跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势,Docker 对系统资源的利用率更高,无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度...

Docker 作为一种新兴的虚拟化方式,跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势,Docker 对系统资源的利用率更高,无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度,都要比传统虚拟机技术更高效,下面就简单聊聊 Docker 容器和镜像是什么,为什么要使用 Docker 呢?

聊聊什么是 Docker,为什么要使用它

阅读本文前,让我们先来了解了解 镜像(Image)容器(Container) 的关系,它们之间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。

Docker 容器是什么?

Docker 容器是开源的应用容器引擎,让开发者使用统一的方式打包应用以及依赖包到另外的容器中,然后发布到任何安装了 docker 引擎的服务器,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。

容器的实质是进程,但与直接在宿主执行的进程不同,容器进程运行于属于自己的独立的命名空间,容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间,甚至自己的用户空间。

容器内的进程是运行在一个隔离的环境里,使用起来,就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。

这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全,也因为这种隔离的特性,很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。

前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础层,在其上创建一个当前容器的存储层,我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为容器存储层。

容器存储层的生存周期和容器一样,容器消亡时,容器存储层也随之消亡,任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。

按照 Docker 最佳实践的要求,容器不应该向其存储层内写入任何数据,容器存储层要保持无状态化。

所有的文件写入操作,都应该使用数据卷(Volume)、或者绑定宿主目录,在这些位置的读写会跳过容器存储层,直接对 宿主 或 网络存储 发生读写,其性能和稳定性更高。

数据卷的生存周期独立于容器,容器消亡,数据卷不会消亡,使用数据卷后,容器删除或者重新运行之后,数据却不会丢失。

Docker 镜像是什么?

Docker 镜像是个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数。

如:匿名卷、环境变量、用户等,镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统,其体积往往是庞大的,因此在 Docker 设计时,就充分利用 Union FS 的技术,将其设计为分层存储的架构。

严格来说,镜像并非是像一个 ISO 那样的打包文件,镜像只是一个虚拟的概念,其实际体现并非由一个文件组成,而是由一组文件系统组成,或者说,由多层文件系统联合组成。

镜像构建时,会一层层构建,前一层是后一层的基础,每一层构建完就不会再发生改变,后一层上的任何改变只发生在自己这一层。

比如删除前一层文件的操作,实际不是真的删除前一层的文件,而是仅在当前层标记为该文件已删除。

在最终容器运行的时候,虽然不会看到这个文件,但是实际上该文件会一直跟随镜像。

因此在构建镜像的时候,需要额外小心,每一层尽量只包含该层需要添加的东西,任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。

分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。

甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层,然后进一步添加新的层,以定制自己所需的内容,构建新的镜像。

为什么要使用 Docker?

更高效的利用系统资源

由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销,Docker 对系统资源有更高效的利用率。

无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度,都要比传统虚拟机技术更高效,相比虚拟机技术,一个相同配置的主机,往往可以运行更多数量的应用。

更快速的启动时间

传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟,而 Docker 容器应用,由于直接运行于宿主内核,无需启动完整的操作系统,因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。

从而大大的节约了开发、测试、部署的时间。

一致的运行环境

在开发过程中常见的问题是环境一致性问题,由于开发环境、测试环境、生产环境不一致,导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。

而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境,确保了应用运行环境一致性,从而不会再出现 「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题。

轻松的迁移数据

由于 Docker 确保了执行环境的一致性,使得应用的迁移更加容易。

Docker 可以在很多平台上运行,无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云,甚至是笔记本,其运行结果是一致的。

因此用户可以很轻易的将在一个平台上运行的应用,迁移到另一个平台上,而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

更好的维护和扩展

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术,使得应用重复部分的复用更为容易,也使得应用的维护更新更加简单,基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。

此外 Docker 团队同各个开源项目团队维护了大批高质量的官方镜像,既可以直接在生产环境使用,又可以作为基础进一步定制,大大的降低了应用服务的镜像制作成本。

最后修改时间:
彧繎叔叔
上一篇 2023年01月08日 06:14
下一篇 2023年01月11日 06:18

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