Docker 容器生命周期架构以及和 VM 之间的差异详解

介绍

Docker 是一种开源的容器化平台，利用 Docker 可以轻松地构建、派生和管理容器化应用程序。Docker 容器化平台是基于 Linux 容器 (LXC) 和 cgroups 构建的，其能够优化服务器资源利用率和开发效率。Docker 容器是一个可运行的、自包含的应用程序，其中包含运行环境和所有依赖项。每个容器都是一个独立的运行环境，可以在独立于其他容器的环境中执行。

容器生命周期

容器的生命周期可以分为以下几个阶段：

1. 创建：当你启动一个新的容器时，Docker 引擎通过读取 Dockerfile 文件中的命令来构建镜像。Docker 引擎然后使用此镜像构建一个新的容器。容器在此阶段被创建，并在主机的文件系统中创建一个唯一的文件系统层。

2. 运行：当容器被创建后，Docker 引擎会在容器中启动应用程序。此阶段中，容器从 Docker 引擎中获取请求，并向其发出响应。

3. 停止：当容器不再需要处理请求时，Docker 引擎会关闭容器，并删除其中的所有内容。当容器被停止时，Docker 引擎可以保留容器的状态和文件系统层，以便以后重新启动容器。

4. 删除：当容器不再需要时，可以通过 Docker 删除命令将容器删除。此命令会在容器的文件系统中删除所有内容，包括主机文件系统中的唯一文件系统层。

架构

Docker 容器的基本架构包括以下组件：

1. Docker 镜像：Docker 容器的基础是镜像。容器镜像是 Docker 环境中的一种轻量级、独立的可执行包，其中包含了应用程序运行所需的所有文件、库、环境变量和配置文件。Docker 镜像由多个镜像层组成。每个镜像层对应 Dockerfile 中的一条命令。每个镜像层都可以被缓存，以便快速复用。

2. Docker 容器：Docker 容器是 Docker 镜像的运行实例。容器包含了所有必要的运行环境和依赖组件，以便应用程序正常运行。可能会有许多容器运行在同一台服务器上，它们独立地运行着各自的应用程序。

3. Docker 引擎：Docker 引擎是 Docker 容器的主要组成部分，它负责在主机上运行 Docker 容器。Docker 引擎会协调并管理容器的生命周期，包括创建、启动、停止和删除容器。

4. Docker Hub：Docker Hub 是一个集中的镜像存储库，在这里您可以寻找、下载和上传 Docker 镜像。Docker 镜像可以存储在私人镜像存储库中，或者通过互联网公开共享。

VM 和 Docker 容器的差异

VM 和 Docker 容器有以下不同点：

1. 虚拟化技术不同：VM 使用了全虚拟化或者半虚拟化技术。Docker 容器使用了 Linux 容器虚拟化技术。全虚拟化需要模拟整个操作系统，包括内核和应用程序；而半虚拟化将操作系统的内核代码分离出来，提高了性能。

2. 启动速度不同：由于 VM 需要启动整个操作系统，其启动时间通常比 Docker 容器长。Docker 容器启动时只需要加载应用程序和其依赖的库文件，而不需要启动整个操作系统。

3. 资源占用不同：VM 通常需要更多的资源，包括 CPU、内存和磁盘空间。Docker 容器可以在一个主机上同时运行多个容器，所有容器可以共享主机的资源，从而提高资源利用率。

示例

下面是两个有关 Docker 容器生命周期的示例：

示例一：创建和运行一个 Docker 容器

1. 首先，需要编写一个 Dockerfile 文件，指定要创建的容器中的应用程序和依赖项。

   ```
   FROM python:3.6
   MAINTAINER "Your Name <[e-mail]>"
   
   RUN apt-get update && \
       apt-get -y install vim
   
   COPY . /app
   WORKDIR /app
   
   RUN pip install -r requirements.txt
   
   ENTRYPOINT ["python"]
   CMD ["app.py"]
   ```
   

2. 构建 Docker 镜像，并给它命名。

   ```
   docker build -t myapp:v1 .
   ```
   

3. 运行 Docker 容器，将容器映射到主机的端口上。

   ```
   docker run -it -p 80:8080 myapp:v1
   ```
   

示例二：删除 Docker 容器

1. 查看正在运行的容器：

   ```
   docker ps
   ```
   

2. 停止和删除 Docker 容器：

   ```
   docker stop [CONTAINER_ID]
   docker rm [CONTAINER_ID]
   ```
   

   注意：请将 [CONTAINER_ID] 替换为容器的实际 ID。