Docker原理机制详解(图解+秒懂+全面)

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Docker作为当今流行的容器化技术，掌握Docker原理机制对于理解 Docker至关重要@mikechen

文章来源：mikechen.cc

Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎，旨在实现“构建一次，运行无处不在”的理念。

它允许开发者将应用及其依赖环境打包进一个标准化的镜像中，并通过容器的形式运行，做到轻量级、快速交付、环境一致性与资源隔离。

轻量级：基于操作系统层的虚拟化，容器共享宿主内核，启动秒级；

可移植：构建一次的镜像可运行在任何支持 Docker 的平台；

标准化打包：通过 Dockerfile 定义构建流程，镜像具备一致性；

资源隔离：利用 Linux 的 Namespace 和 Cgroups 实现资源隔离与限制；

镜像复用与层级缓存：提高构建效率与存储复用率。

Docker组件

Docker 围绕 镜像（Image）、容器（Container） 和 仓库（Registry） 三个组件展开。

如下图所示：

三者相互依赖，构成完整的容器生命周期。

1. Docker 镜像（Image）

镜像定义

Docker 镜像是一个包含文件系统和应用程序运行环境的只读模板，是容器运行的基础。

特点

• 镜像是分层结构（Layered Filesystem），由多个层叠加组成
• 每一层不可变，构建镜像时是增量生成的
• 支持缓存复用（提高构建速度）

构建方式

• 基于 Dockerfile 构建：docker build -t myapp .
• 也可以通过镜像拉取：docker pull nginx

FROM node:18 WORKDIR /app COPY . . RUN npm install CMD ["node", "index.js"]

2. Docker 仓库（Registry）

仓库定义

Docker 仓库用于存储和分发镜像，用户可以将本地镜像推送到仓库，也可以从仓库拉取所需镜像。

公共与私有

公共仓库：如 Docker Hub

私有仓库：如 Harbor，或使用 registry:2 搭建的本地仓库

相关命令

• 拉取镜像：docker pull ubuntu:latest
• 推送镜像：docker push myrepo/myimage:1.0
• 登录仓库：docker login

3. Docker 容器（Container）

容器定义

容器是镜像的运行实例，包含应用及其运行时环境。容器是隔离的、轻量的、可重复部署的单位。

工作原理

• 基于镜像启动（容器 = 镜像 + 可读写层）
• 每次 docker run 实际是创建一个新容器
• 利用 Linux Namespace 和 Cgroups 实现资源隔离与限制

常用命令

Docker 镜像、容器、仓库三者关系

总体关系图

[ Docker 镜像 (Image) ] ←→ [ Docker 仓库 (Registry) ]
↓
[ Docker 容器 (Container) ]

开发者使用Dockerfile构建镜像，并将镜像推送到仓库。

运维人员从仓库拉取镜像，并使用镜像创建和运行容器。

Docker守护进程在其中起到一个核心作用，管理着镜像和容器，并相应Docker客户端的请求。

通过这三个核心组件的协同工作，Docker实现了应用程序的容器化和高效管理。

以上

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