【Docker / KEN】什么是容器？（Docker）
什么是容器？（Docker）
- 什么是容器？（Docker）
- —— 软件的标准化单元
- 将软件打包到标准化单元中，方便进行开发、转移和部署
- 如果看完上面一大段文字，还是对容器概念比较模糊，那就看看下面的这幅图。
- Docker 容器随处可见：linux，Windows，数据中心（Data center），云，无服务器架构（Serverless）等
- 容器 VS 虚拟机
- 下面两幅图是两者结构的对比：
- 容器 Plus 虚拟机
- 下图中，右侧的图就是二者组合后的结果
- 以上就是对容器的介绍，如有错误，欢迎指出！~~
什么是容器？（Docker）
—— 软件的标准化单元
（最后修改时间 —— 2019.8.20 / 撰写人：Kenllf / 转载请注明出处 / 本文已完成）
将软件打包到标准化单元中，方便进行开发、转移和部署
容器，是由 代码 与其 运行所需的依赖 [1] 打包而成的一个标准化单元。使用容器，可以让我们很 快速 且 可靠 地将应用从一个开发环境 转移 到另一个开发环境 [2]。Docker 容器镜像 [3]，是软件的一个 轻量、独立的且可执行的包。它包含了一个应用运行所需的一切 —— 包括 代码、运行时（runtime）、系统工具、系统库和配置等。
注：
[1]：指环境变量，系统库之类的
[2]：例如，将一个 应用/软件 从一个 Windows 转到另一个 Windows，或者从 Windows 转到 Linux 之类的情况。原本还需要重新配环境，安装依赖什么的，使用容器可以省去这些麻烦。而且原本往往重新配置环境什么的也很麻烦，能不能配成功也难说，而使用容器技术就不会有这些顾虑
[3]：对虚拟机有了解的，可以将 Docker 容器镜像 类比虚拟机的镜像。当我们在一台电脑创建好容器之后，可以创建其相应的镜像，然后在新的电脑上部署好镜像后，即可使用，不必再配什么环境。
容器 是 动态 的，容器镜像 是 静态 的，它们关系很简单，不用想复杂了。以 Docker 容器 举例 —— 当 Docker 镜像 运行 在 Docker 引擎 上时，它就成为了一个 容器。是不是很简单！而且发展到现在，容器技术已经支持 Linux 和 Windows 的应用了 [4]，不管 底层设施 [5] 如何，容器化的软件 都一样可以运行。容器将 软件 和它周围的 运行环境 隔绝开 [6]，确保即使开发阶段和发行阶段存在差异，软件一样能运行。
注：
[4]：曾经只有 Linux 有自己的容器技术，后来容器技术发展起来并大火之后，Windows 也开始发展自己的容器技术。
[5]：这里所说的 底层设施 是指 硬件设施 等。
[6]：容器中已经包含软件正常运行所需的一切，前面已经讲解过了。所以 软件 和 外部环境 隔绝开 不会 对软件的正常运行产生影响。相反，当容器内部崩溃，或是容器外部环境崩溃，它们之间不会相互影响。这也是容器技术最初的目的 —— 为了防止某个软件运行发生问题影响到整个系统，就将该软件部署到容器中。而 “Build Once, Run Anywhere”(一次编写，到处运行)，则是容器技术后来发展的成果，这也是 Docker 大火的一个原因。
运行在 Docker 引擎 上的 Docker 容器 的特点：
- 标准化（Standard）：Docker 为容器制定了 行业标准，这样容器就可以 方便统一 地在各处运行。
- 轻量（Lightweight）：所有容器 共享同一个 操作系统内核 [7]，所以 不必 额外为每个容器中的应用独立配备一个操作系统（OS） [8]。这样做可以提高服务器（或者电脑设备）的效率，降低服务器和许可权限（licensing）的开销。
- 安全（Secure）：应用运行在容器之内会更加的安全 [9]。Docker 提供了很好的隔离功能。
[7]：这个内核就是最原本的操作系统（OS）的内核，所以实际上容器内外的软件都是共用这一个内核。
[8]：想想虚拟机的虚拟化方式，就是重新打造一个操作系统，让软件运行在新的操作系统之上。可想而知，虚拟机的方式会消耗更多的资源。容器与之对比，真的轻量许多。
[9]：相对虚拟机而言，容器的隔离效果是会差一些。因为虚拟机是从操作系统到上层软件全部隔离了，显然更加彻底。但是 Docker 容器也足够安全了，国内在使用的大公司也不少 —— 像 腾讯、京东、美团、新浪、大众点评等很早就有在使用了，国外使用 Docker 容器的公司就更多了。
如果看完上面一大段文字，还是对容器概念比较模糊，那就看看下面的这幅图。
图中最下面的是 底层设施（Infrastructure）。在其之上是 主机操作系统（Host Operating System），这就是我们平常在使用的操作系统，可能是 Windows 或者 Linux。这两层都是公共的部分，也是最原始的，不需要改变的。
在 主机操作系统（Host Operating System），我们先运行 Docker 引擎 [10]，然后就可以在 Docker 引擎 中打开 Docker 镜像，Docker 引擎 就会自动帮我们创建出 Docker 容器。图中 应用 A（App A） 到 应用 F（App F） 都分别是一个独立的容器。
容器就是这样一个简单的概念。具体的实现原理还是有些复杂的，但是对于我们使用者来说，能够了解它的基本原理，知道它的优缺点，知道如何使用，就完全足够了。毕竟我们不是要开发 Docker 引擎，我们只是要使用它 [11]。
[10]：Docker 引擎 就是图中 Docker 的那一层。运行 Docker 引擎 这一步跟我们平常运行任何一个软件没有任何区别。
[11]：但是也欢迎有志向，有能力的开发者们，参与到 Docker 的开发中。Docker 的开源项目名称已经从原来的 Docker 更改为 moby 了。但其实 moby 就是原来的 Docker 开源项目，没两样。Docker 开源项目之所以更名为 moby，外界都说是 Docker 公司 为了将 Docker 的流量引到自己公司来。所以现在 Docker 开源项目的地址是：https://github.com/Moby/moby
Docker 容器随处可见：linux，Windows，数据中心（Data center），云，无服务器架构（Serverless）等
Docker 容器技术 在 2013 年以一个 开源 的 Docker 引擎 正式发行。
它利用了当时已有的容器概念，特别是 Linux 领域中的容器概念。比如说 cgroups（control groups） 和 namespaces [12] 的 原语（primitives） [13]。Docker 的技术的独特之处来自于，它专注于解决开发者和系统操作者关于 将应用的依赖从基础设施（infrastructure）中独立出来 的需求。
[12]：cgroups 和 namespaces 都在容器技术上起了重要的作用。cgroups 主要用于资源管理，而 namespaces 用于隔离不同的程序，可以理解为每个容器有独立的 namespace。
[13]：原语（primitives）在计算机中是指不可拆分的操作，或者说原子操作。
容器技术在 Linux 领域的成功 [14]，推动了 Docker 和 微软 的合作。这一合作也将 Docker 容器 和它强大的功能带到了 Windows 服务器 上（有时也成为 Docker Windows 容器）。
[14]：或者说是 Docker 在 Linux 容器虚拟化领域的成功，推动了它们之间的合作。因为 Linux 领域的容器虚拟化技术早在 Docker 之前就存在了，而 Docker 是让 Linux 的容器虚拟化技术更易于使用，可以说 Linux 容器虚拟化的大火就是 Docker 直接推动的。
Docker 及其开源项目 Moby [15] 提供的技术，已经被很多主要的数据中心提供商和云提供商所采用。这些提供商很多都把 Docker 作为他们的容器本地 IaaS 产品 [16]。此外，领先的开源无服务器框架也都采用 Docker 的容器技术
[15]：前面提到过，开源项目 Moby 其实就是原来的开源项目 Docker，只是后来改名了，内容还是原来的内容，而且一直在发展中。Docker 公司为了将 “Docker” 这个名称的流量引到自己公司，无耻的将开源项目改名了 -_-
[16]：比较拗口。首先 IaaS 是 基础设施即服务，这种服务的特点是，把 IT 基础设施作为一种服务通过网络对外提供。注意，是通过网络，不是真的卖硬件。相当于我们可以通过网络访问到他们的硬件资源，并且进行利用。这种情况下，Docker 就可以作为一个快速部署的利器。
容器 VS 虚拟机
容器和虚拟机都有资源隔离和分配的优势。但是他们的运作方式不一样 —— 因为容器是对 操作系统 虚拟化 [17]，而虚拟机是对 硬件 进行虚拟化 [18]。所以比较起来，容器更轻便，也更高效。
[17]：对操作系统虚拟化，是指，对于容器内部的软件来说，它看起来像是拥有自己的操作系统（其实它没有，容器骗它说有）。而容器内部的创建和运行都是基于这个 “自己的操作系统” 的。
[18]：对硬件虚拟化，是指，对于虚拟机内部来说，它看起来像是拥有自己的硬件系统（其实它也没有，虚拟机骗它说有 =_=）。而虚拟机内部，包括操作系统的创建和系统的运行，都是基于这个 “自己的硬件系统” 的。所以虚拟化就像是一个童话，而童话里都是骗人的。
下面两幅图是两者结构的对比：
- 容器：
容器是 应用层（app layer） 的抽象，打包了代码和各种依赖。多个容器能运行在同一个机器上。从图中可以看到，它们共享 主机操作系统，自始至终 不需要 额外创建操作系统，所以显然它们也是共享同一个 操作系统内核（OS Kernel） 的。它们在同一个用户空间中 [19]，但是却相互隔离地运行着 [20]。与虚拟机相比，容器占用更少的空间（容器镜像通常只有 几十MB 的大小）。这使得每次可以运行较多的容器，而且不需要那么多的虚拟机和操作系统 [21]。
[19]：用户空间可以这么理解 —— 当我们打开电脑时，需要选择用户，或者输入密码，随后进入的就是一个用户空间。所以显然一台电脑上的容器都是在同一个用户空间的。现在来看虚拟机 —— 当我们打开虚拟机时，我们还要重复一次平常开电脑时，选用户或者输密码的过程，因为进入的是一个新的用户空间。
[20]：所谓相互隔离，简单理解就是容器中的应用觉得它就是唯一的应用，它对容器外的情况一无所知。容器起的就是一个隔离地作用。
[21]：奇怪，不是只需一个操作系统，也不需要用虚拟机吗？其实这里是从整个宏观来看 —— 比如说以一整个公司，或者是一群用户来看，使用容器的情况下，确实整体对虚拟机和操作系统的需求下降了（所谓下降是和原来虚拟机时代对比）。
- 虚拟机
虚拟机是 物理硬件 的抽象，它将一个服务器扩展为了多个服务器 [22]。虚拟机管理器（hypervisor）使得多个虚拟机可以运行在同一个机器上。每个虚拟机都有一个完整的 操作系统，应用 以及 必要的二进制文件和库。这使得一个虚拟机常常有 几 GB 甚至 几十 GB 的大小。所以虚拟机就连开机都很慢。
[22]：比如在一个服务器上安装 3 个虚拟机，那么服务器就相当于 1 个变成 3 个了，可以给更多的客户独立使用。
容器 Plus 虚拟机
虽然听起来容器似乎比虚拟机要好上很多，但是容器要完全淘汰虚拟机还不太可能。其实容器和虚拟机组合使用，能大大地提升部署和管理应用（App）的灵活性。
下图中，右侧的图就是二者组合后的结果
如今云服务器已经很普及，而计算资源也相当丰富。如果按照一个服务器只有一个操作系统，那么大量计算资源就会被闲置，很浪费。由于服务器的性能要比家用电脑好很多，即使在上面安装一定量的虚拟机，每台虚拟机的性能也做够普通用户使用。再在虚拟机上安装容器，就可以很好地利用到容器带来的好处。