docker 源码入门

前言

docker是go语言编写的，要看docker源码，最起码要学会go的基础语法。

了解 docker 基础架构 以后。可以对源码总体结构有一个大体了解，然后就可以顺利的进行源码的入门解读了。

本文主要剖析 docker-ce 的源码。

docker-ce github:
https://github.com/docker/docker-ce

环境

操作系统：centos7
docker版本：docker-ce: 18.09

正文

docker 源码简介

https://github.com/docker，这里是docker源码的家目录。
可以看到这里有许多许多的项目，比如：docker-engine、docker-ce、cli等，这些项目和docker的架构都有关系，我安装时就只安装了一个，为啥这里这么多？到底如何查看？

首先要说一点，docker这个项目的源码挺杂。

docker 家目录下包含：docker-engine、docker-ce、cli等。

进入docker-ce可以发现 components下也有cli 和 engine。

通过简单得对比，发现docker-ce下得cli 和 engine与docker家目录下得docker-engine和cli是一样得。也就是docker-ce只是组合了docker-engine，cli等。

还有一个概念需要提，docker项目 fork 自 moby。

进入到 docker-ce 中,
可以在 components 中看到：

components

在我们安装完docker时，使用 docker version 命令可以看到一个docker client和一个docker server。docker client 对应这里的cli；docker server对应这里的engine。
至于那个package，可以暂时不用管它。

当我们使用 docker start 。一个容器是如何被启动起来的？

阅读源码前，可以先猜测一下主体流程:

1. 如何生成命令行供我们使用？
2. 在调用命令行后，如何访问到docker server 提供的 restful api?
3. docker engine 一定在监听 restful api 对应的地址！
4. docker engine 收到指令，接下来如何执行？
5. docker engine 执行完，我们也可以收拾收拾进入下一阶段的学习了！

docker 源码解读

根据上文猜测的 启动容器 流程，进行源码解读。
两个部分：

1. 命令行：https://github.com/docker/docker-ce/tree/18.09/components/cli
2. server ：https://github.com/docker/docker-ce/tree/18.09/components/engine

1. 如何生成命令行供我们使用？

很明显了，这是cli组件。那么直接进cli目录中进行翻看。（注：docker 使用 cobra 这个包去实现命令行功能。）

每一个功能模块或程序都会存在一个入口函数。

根据经验，docker.go是功能的入口，它在：https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/cli/cmd/docker/docker.go

入口函数找到了，先放到一边。现在去找具体命令行实现的地方。

现在去到 https://github.com/docker/docker-ce/tree/18.09/components/cli/cli/command 这个目录下。这个目录下的子目录，看着是不是稍微有点眼熟？使用 docker --help 列出来的子命令，有一个算一个，分别对应这些子目录！

排查容器启动流程，当然去container目录下，进入container目录后，可以清晰的看到容器相关命令对应的文件！到这里，可以看出docker cli的目录结构和命令行的结构十分相似！

找到 start.go，主要代码如下：

image.png

稍微去了解了一下 cobra 。根据其使用方式，可以知道这里就是定义docker start 命令的地方了。上图标注处，是下面第2步骤需要分析的代码。

至此，命令定义的地方已经找到，接下来就是分析命令如何执行。

2. 在调用命令行后，如何访问到docker server 提供的 restful api?

在上面那张图里的 runSatrt 方法中可以发现 启动容器指向 dockerCli.Client().ContainerStart。如下：
https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/cli/cli/command/container/start.go

image.png

结合导包，dockerCli 指向 command.Cli , 而 command.Cli 中的 Client 指向 docker/docker/client。如下：
https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/client/client.go

image.png

现在 client 已找到，接下来顺着 client 去找 ContainerStart 。
在当前client下并没有发现目标方法。这也是go的一个特点，其它的文件也可以声明成该client。
最后在 container_start.go 发现了目标方法，如下：
https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/client/container_start.go

image.png

如上图，这个 ContainerStart 方法调用的是 cli.post。很明显的，这是一个访问restful api的封装方法。

至此，客户端行为基本结束。向 "/containers//start" 地址发送了一个post请求。

接下来便是去服务端找到监听这个地址的方法。

3. docker engine 一定在监听 restful api 对应的地址！

对于一个web server。路由可以帮助我们快速找到地址对应的方法。

现在，进入到engine目录下，开始分析源码。

类似于 cli 组件，engine 组件也有入口函数。也叫 docker.go。这个文件了解就好，暂时不会用到。

路由的定义如下：
https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/api/server/router/container/container.go

image.png

至此，路由已然找到。接下来就是分析 postContainersStart 这个方法干了什么。

4. docker engine 收到指令，接下来如何执行？

postContainersStart 方法位于：
https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/api/server/router/container/container_routes.go

image.png

在当前方法中，可以看到引用了 backend.ContainerStart 。

在 https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/api/server/router/container/backend.go 中可以找到 ContainerStart 的定义。具体由daemon实现。

daemon位于：https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/daemon。

其中 start.go 就是我们需要找的目标文件，如下：
https://github.com/docker/docker-ce/blob/18.09/components/engine/daemon/start.go

image.png

当前方法指向：daemon.containerStart ，该方法就在当前文件中。

到这里应该已经差不多了，我们不是要从零开始写一个docker。

扩展

总结：

1. 命令行或者sdk均是访问 docker server 的restful api。
2. docker server 源码总体层次：【api】--【daemon】。api 定义路由，daemon实现路由中的具体方法。
3. docker-ce 中的cli和engine略有交叉，对于常见 c/s 架构，这种代码交叉的情况比较少。一般 client 为单独部署的方式，而docker 并没有将cli独立出来，可能是由于设计初衷就不是集群模式。