容器技术专题 — 1.预备知识

1. 预备知识
2. 容器技术原理

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1. 核心

• 物理核：CPU中包含的物理内核（核心）个数，比如多核CPU，单核CPU。cpu cores记录了对应的物理CPU有多少个物理核；

• 逻辑核：所谓的4核8线程，4核指的是物理核心。用Intel的超线程技术（HT, Hyper-Threading）将物理核虚拟而成的逻辑处理单元。用一个物理核模拟两个虚拟核，即每个核两个线程，总数为8线程；

• 多核CPU：多核CPU是多个单核CPU的替代方案，多核CPU减小了体积，同时也减少了功耗。

2. 进程和线程

对比	进程	线程
定义	进程是程序运行的一个实体的运行过程，是系统进行资源分配和调配的一个独立单位	线程是进程运行和执行的最小调度单位
系统开销	创建撤销切换开销大，资源要重新分配和收回	仅保存少量寄存器的内容，开销小，在进程的地址空间执行代码
拥有资产	资源拥有的基本单位	基本上不占资源，仅有不可少的资源（程序计数器，一组寄存器和栈）
调度	资源分配的基本单位	独立调度分配的单位
安全性	进程间相互独立，互不影响	线程共享一个进程下面的资源，可以互相通信和影响
地址空间	系统赋予的独立的内存地址空间	由相关堆栈寄存器和和线程控制表TCB组成，寄存器可被用来存储线程内的局部变量

• 线程切换：CPU给线程分配时间片(也就是分配给线程的时间)，执行完时间片后会切换都另一个线程。从保存线程A的状态再到切换到线程B时，重新加载线程B的状态的这个过程就叫上下文切换。
• 线程开销：上下文切换消耗、线程创建和消亡的开销、线程需要保存维持线程本地栈，会消耗内存。
• 线程数量选择：计算密集型，CPU的利用率高，不用开太多的线程；IO密集型，因为IO操作会阻塞线程，CPU利用率不高，可以开多点线程。
• java程序是跑在JVM实例上的。JVM本身是一个多线程的程序，当JVM启动执行时就是在操作系统中启动了一个JVM进程。我们编写的java单线程或多线程应用进程都是在JVM这个程序中作为一个或多个线程运行。
  JVM启动时，必然会创建以下5个线程：
  1. main：主线程，执行我们指定的启动类的main方法
  2. Reference Handler：处理引用的线程
  3. Finalizer：调用对象的finalize方法的线程，就是垃圾回收的线程
  4. Signal Dispatcher：分发处理发送给JVM信号的线程
  5. Attach Listener：负责接收外部的命令的线程

3. 虚拟化

• 虚拟化（技术）（Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源（CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等），予以抽象、转换后呈现出来并可供分割、组合为一个或多个电脑配置环境。
  • 按虚拟的对象分类：虚拟机、虚拟内存、存储虚拟化、网络虚拟化等等；
  • 按照抽象程度分类：指令集架构等级的虚拟化、硬件抽象层等级的虚拟化、操作系统等级的虚拟化等等。

虚拟技术按抽象程度来分为五个层次

• 虚拟机（Virtual machine或VM）可以像真实机器一样运行程序的计算机的软件实现。广义来说，虚拟机是一种模拟系统，即在软件层面上通过模拟硬件的输入和输出，让虚拟机的操作系统得以运行在没有物理硬件的环境中（也就是宿主机的操作系统上），其中能够模拟出硬件输入输出，让虚拟机的操作系统可以启动起来的程序，被叫做hypervisor。

虚拟机也被称为guest OS

虚拟机也被称为guest OS

• 单纯模拟硬件的输入输出，效率是很差的。如果我们不模拟硬件输入输出，只是做下真实硬件输入输出的搬运工，那么虚拟机的指令执行速度，就可以和宿主机一致了。当然这前提是宿主机的硬件架构必须和虚拟硬件架构一致。
• 在linux上模拟windows，这个windows的运行速度基本上和原生装一个windows速度差不多，因为windows也能被直接安装在电脑上。但对于在windows系统中运行android系统不管用，因为android系统的运行硬件一般是手机（arm系统，不同的硬件架构体系和cpu指令集），所以android模拟机还是一样的慢。
• 其实我们创建虚拟机也不一定需要模拟硬件的输入和输出，假如宿主机和虚拟机他们的kernel是一致的，就不用做硬件输入输出的搬运工了，只需要做kernel输入输出的搬运工即可，为了有别于硬件层面的虚拟机，这种虚拟机被命名为「操作系统层虚拟化」，也被叫做容器。