Docker 入门指南 — 核心原理与源码对应详解
Docker 是当前容器技术的标杆，基于 Linux 内核的 Namespace、Cgroups 等特性，实现轻量级虚拟化。随着开源生态发展，Docker 组件拆分成多个独立项目，源码结构不断优化。本文结合 2025 年最新 Docker 及相关组件源码，深入剖析核心技术及对应源码位置，助你快速理解实现细节。
一、Docker 核心原理
1. Namespace（命名空间）
- 功能：隔离进程号、网络、文件系统挂载点、主机名等，实现容器间资源隔离。
- 源码位置： runc/libcontainer/nsenter
2. Cgroups（控制组）
- 功能：限制容器 CPU、内存、IO 等资源使用，确保资源公平。
- 源码位置： 资源管理已拆分，最新实现由独立项目管理： containerd/cgroups
3. 联合文件系统（OverlayFS）
- 功能：通过叠加镜像层和写时复制，实现高效存储和构建。
- 源码位置： moby/moby/daemon/graphdriver/overlay2
4. chroot（根目录隔离）
- 功能：限制容器访问文件系统根目录，提升安全性。
- 源码位置： runc/libcontainer/rootfs_linux.go
5. 容器运行时与生命周期管理
- containerd：负责容器生命周期管理。
- runc：容器进程创建与隔离。
- Docker daemon：对外 API 提供及管理。
- 源码位置：
6. 网络管理（libnetwork）
- 功能：虚拟网络桥接、端口映射及容器间通信。
- 源码位置： docker/libnetwork
二、Docker 安装及环境准备
1. 安装前提
- 需要 Linux 内核支持 Namespace、Cgroups 等特性。
- 发行版建议：CentOS、Ubuntu、Arch Linux 等主流发行版均支持。
2. 安装示例（CentOS）
sudo yum install -y yum-utils
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
3. 配置用户权限
将当前用户加入 docker 组，避免使用 root 权限：
sudo usermod -aG docker your_username
三、镜像加速推荐
四、Docker 常用命令
docker run -it --rm alpine:3.4 # 启动交互式临时容器
docker exec -it container_id sh # 进入正在运行容器终端
docker ps # 查看运行中容器
docker images # 查看本地镜像列表
docker pull image_name # 拉取远程镜像
docker push image_name # 推送镜像到仓库
docker rm container_id # 删除容器
docker rmi image_name # 删除镜像
docker build -t myapp . # 构建镜像
五、Dockerfile 简要示范
FROM alpine:3.4
LABEL maintainer="your_email@example.com"
RUN apk add --no-cache curl
ENV MY_VAR=hello
COPY ./app /app
WORKDIR /app
EXPOSE 8080
CMD ["./app"]
六、Docker 容器启动流程与源码对应
| 步骤 | 作用 | 源码位置 |
|---|---|---|
用户执行 docker run |
Docker daemon 解析命令，调用 containerd API | moby/moby |
| containerd 创建容器 | 容器生命周期管理 | containerd/containerd |
| runc 启动容器进程 | Namespace、cgroups、chroot配置 | opencontainers/runc |
| 文件系统挂载 | OverlayFS 层叠加挂载 | moby/moby/daemon/graphdriver/overlay2 |
| 网络配置 | libnetwork 网络桥接和端口映射 | docker/libnetwork |
七、总结
Docker 核心基于 Linux 容器技术，配合多个独立且协同的开源项目（containerd、runc、libnetwork）构建了功能完善的容器生态。源码模块拆分清晰，理解源码架构帮助更好地运维和开发扩展。