Docker 相关概念_docker 硬件共享

1、Docker是什么？

如何确保应用能够在这些环境中运行和通过质量检测？并且在部署过程中不出现令人头疼的版本、配置问题，也无需重新编写代码和进行故障修复？
答案就是使用容器。Docker之所以发展如此迅速，也是因为它对此给出了一个标准化的解决方案-----系统平滑移植，容器虚拟化技术。
环境配置相当麻烦，换一台机器，就要重来一次，费力费时。很多人想到，能不能从根本上解决问题，软件可以带环境安装？也就是说，安装的时候，把原始环境一模一样地复制过来。开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。。Docker的出现使得Docker得以打破过去「程序即应用」的观念。透过镜像(images)将作业系统核心除外，运作应用程序所需要的系统环境，由下而上打包，达到应用程式跨平台间的无缝接轨运作。

2、Docker解决了什么问题？

Linux容器技术的出现就解决了这样一个问题，而 Docker 就是在它的基础上发展过来的。将应用打成镜像，通过镜像成为运行在Docker容器上面的实例，而 Docker容器在任何操作系统上都是一致的，这就实现了跨平台、跨服务器。只需要一次配置好环境，换到别的机子上就可以一键部署好，大大简化了操作。

3、Docker的优势：

随着微服务架构和Docker的发展，大量的应用会通过微服务方式架构，应用的开发构建将变成搭乐高积木一样，每个Docker容器将变成一块“积木”，应用的升级将变得非常容易。当现有的容器不足以支撑业务处理时，可通过镜像运行新的容器进行快速扩容，使应用系统的扩容从原先的天级变成分钟级甚至秒级。

Docker是内核级虚拟化，其不像传统的虚拟化技术一样需要额外的Hypervisor支持，所以在一台物理机上可以运行很多个容器实例，可大大提升物理服务器的CPU和内存的利用率。

4、Docker容器和虚拟机的区别：

Docker优势：（1）Docker利用的是宿主机的内核，而不需要Guest OS，因此，当新建一个容器时，Docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统，避免了引导、加载操作系统内核这个比较费时费资源的过程，当新建一个虚拟机时，虚拟机软件需要加载Guest OS，这个新建过程是分钟级别的，而Docker由于直接利用宿主机的操作系统则省略了这个过程，因此新建一个Docker容器只需要几秒钟。
 

（2）docker有着比虚拟机更少的抽象层。由于docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势；

（3）docker直接利用宿主机的系统内核，避免了虚拟机启动时所需的系统引导时间和操作系统运行的资源消耗。利用docker能在几秒钟之内启动大量的容器，这是虚拟机无法办到的。快速启动、低系统资源消耗的优点使docker在弹性云平台和自动运维系统方面有着很好的应用前景。

（4）我一台物理机，16G内存，8核CPU。如果安装 4台docker容器。他们是共享这个内存和cpu吗？还是平分？docker是容器，共享宿主机硬件配置。虚拟机是模拟一套硬件设备；

Docker劣势：前面的内容主要论述docker相对于虚拟机的优势，但docker也不是完美的系统。相对于虚拟机，docker还存在着以下几个缺点：
（1）.资源隔离方面不如虚拟机，docker是利用cgroup实现资源限制的，只能限制资源消耗的最大值，而不能隔绝其他程序占用自己的资源。
（2）.安全性问题。docker目前并不能分辨具体执行指令的用户，只要一个用户拥有执行docker的权限，那么他就可以对docker的容器进行所有操作，不管该容器是否是由该用户创建。比如A和B都拥有执行docker的权限，由于docker的server端并不会具体判断docker cline是由哪个用户发起的，A可以删除B创建的容器，存在一定的安全风险。
（3）.docker目前还在版本的快速更新中，细节功能调整比较大。一些核心模块依赖于高版本内核，存在版本兼容问题

（4）、在使用 docker 运行容器时，默认的情况下，docker没有对容器进行硬件资源的限制，当一台主机上运行几百个容器，这些容器虽然互相隔离，但是底层却使用着相同的 CPU、内存和磁盘资源。如果不对容器使用的资源进行限制，那么容器之间会互相影响，小的影响来说会导致容器资源使用不公平；大的影响来说，可能会导致主机和集群资源耗尽，服务完全不可用。

docker 作为容器的管理者，自然提供了控制容器资源的功能。正如使用内核的 namespace 来做容器之间的隔离，docker 也是通过内核的 cgroups 来做容器的资源限制；包括CPU、内存、磁盘三大方面，基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制。

Docker内存控制OOME在linxu系统上，如果内核探测到当前宿主机已经没有可用内存使用，那么会抛出一个OOME(Out Of Memory Exception:内存异常 )，并且会开启killing去杀掉一些进程。

一旦发生OOME，任何进程都有可能被杀死，包括docker daemon在内，为此，docker特地调整了docker daemon的OOM_Odj优先级，以免他被杀掉，但容器的优先级并未被调整。经过系统内部复制的计算后，每个系统进程都会有一个OOM_Score得分，OOM_Odj越高，得分越高，（在docker run的时候可以调整OOM_Odj）得分最高的优先被kill掉，当然，也可以指定一些特定的重要的容器禁止被OMM杀掉，在启动容器时使用 –oom-kill-disable=true指定。

5、Docker 镜像、容器、仓库概念：

镜像：Docker 镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器，一个镜像可以创建很多容器。它也相当于是一个root文件系统。比如官方镜像 centos:7 就包含了完整的一套 centos:7 最小系统的 root 文件系统。相当于容器的“源代码”，docker镜像文件类似于Java的类模板，而docker容器实例类似于java中new出来的实例对象。

容器：容器是用镜像创建的运行实例。

每个容器都可以被启动，开始，停止，删除，同时容器之间相互隔离，保证应用运行期间的安全。

我们可以把容器理解为一个精简版的linux操作系统，包括root用户权限，进程空间，用户空间和网络空间等等这些，然后加上再它之上运行的应用程序。

比如我们现在基于mysql镜像创建了一个容器，那么，这个容器其实并不是只有一个mysql程序，而是mysql同样也是安装运行在我们容器内的linux环境中的。

再说这个问题之前，我们不妨先来看一下下面这段java代码:

Person p = new Person();
Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();
镜像在这里就是我们的Person，容器就是一个个Person类的实例。一个Person可以创建多个实例，一个镜像也可以创建多个容器。

仓库：

仓库相对来说就比较容易理解了，仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。

仓库分为公开仓库和私有仓库，目前的话，全世界最大的仓库是Docker官方的 Docker Hub

由于一些不可抗拒的因素，导致我们如果从Docker Hub上下载公开的镜像是非常蛋疼的，这点大家可以参考你用百度网盘官方下载时的感觉。所以，国内我们一般使用阿里云或者网易云的镜像仓库。

镜像 容器 仓库 他们三者之间的关系图如下:

参考链接：Docker 三要素 ：镜像、容器和仓库 - 知乎 (zhihu.com)

6、为什么Docker会比VM虚拟机快
(1)docker有着比虚拟机更少的抽象层
由于docker不需要Hypervisor(虚拟机)实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。
(2)docker利用的是宿主机的内核,而不需要加载操作系统OS内核
当新建一个容器时,docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。进而避免引寻、加载操作系统内核返回等比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载OS,返回新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返回过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。

7、Docker镜像是什么：

Docker 镜像可以看作是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。要想更深入的了解 Docker 镜像，镜像的原理也必不可少，而这其中最重要的概念就是镜像层(Layers)（如下图）。镜像层依赖于一系列的底层技术，比如文件系统(filesystems)、写时复制(copy-on-write)、联合挂载(union mounts)等，幸运的是你可以在很多地方学习到这些技术，这里就不再赘述技术细节。