mydocker

《自己动手写 docker》笔记和源码

建议先了解一下 Docker 的核心原理大致分析，可以看这几篇文章：

• 核心原理：深入理解 Docker 核心原理：Namespace、Cgroups 和 Rootfs。
• 基于 namespace 的视图隔离：探索 Linux Namespace：Docker 隔离的神奇背后
• 基于 cgroups 的资源限制
  • 初探 Linux Cgroups：资源控制的奇妙世界
  • 深入剖析 Linux Cgroups 子系统：资源精细管理
  • Docker 与 Linux Cgroups：资源隔离的魔法之旅
• 基于 overlayfs 的文件系统：Docker 魔法解密：探索 UnionFS 与 OverlayFS
• 基于 veth pair、bridge、iptables 等等技术的 Docker 网络：揭秘 Docker 网络：手动实现 Docker 桥接网络

通过上述文章，大家对 Docker 的实现原理已经有了初步的认知，接下来我们就用 Golang 手动实现一下自己的 docker(mydocker)。

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实现 mydocker run 命令

搭配 从零开始写 Docker：实现 run 命令 食用更加~。

---

开发环境如下：

root@mydocker:~# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:	Ubuntu
Description:	Ubuntu 20.04.2 LTS
Release:	20.04
Codename:	focal
root@mydocker:~# uname -r
5.4.0-74-generic

---

测试脚本如下：

# 克隆代码
git clone -b feat-run https://github.com/lixd/mydocker.git
cd mydocker
# 拉取依赖并编译
go mod tidy
go build .
# 测试
./mydocker run -it /bin/ls # 需要 root 权限

正常结果

root@mydocker:~/mydocker# ./mydocker run -it /bin/ls
{"level":"info","msg":"init come on","time":"2024-01-08T09:32:52+08:00"}
{"level":"info","msg":"command: /bin/ls","time":"2024-01-08T09:32:52+08:00"}
{"level":"info","msg":"command:/bin/ls","time":"2024-01-08T09:32:52+08:00"}
LICENSE  Makefile  README.md  container  example  go.mod  go.sum  main.go  main_command.go  mydocker  run.go
root@mydocker:~/mydocker# ./mydocker run -it /bin/sh
{"level":"info","msg":"init come on","time":"2024-01-08T09:32:54+08:00"}
{"level":"info","msg":"command: /bin/sh","time":"2024-01-08T09:32:54+08:00"}
{"level":"info","msg":"command:/bin/sh","time":"2024-01-08T09:32:54+08:00"}
# ps -e
    PID TTY          TIME CMD
      1 pts/1    00:00:00 sh
      5 pts/1    00:00:00 ps

代码分析

mydocker 的代码分为以下几个部分：

.
├── container
│   ├── container_process.go # 构建容器进程运行参数
│   └── init.go # 初始化容器进程，并执行容器进程
├── example
│   └── main.go # 单独的文件，可编译成独立的可执行文件， 一个 Go 中调用 namespace 和 Cgroups 的例子，不牵涉其他 go 文件
├── go.mod
├── go.sum
├── LICENSE
├── main_command.go # 命令行解析，包含两个部分 run 和 init
├── main.go # main 函数入口
├── Makefile
├── README.md
└── run.go # 启动子进程

下面介绍基本的执行流程：

当执行./mydocker run -it /bin/ls时，会先执行到 main_command.go::cli.Command::Action，在里面会提取出/bin/ls命令（被保存在cmd变量中），tty变量则是用于确定是否需要打开新终端。

之后会调用run.go::Run函数，该函数会调用container/container_process.go::NewParentProcess函数，构建子进程运行参数。在构建参数时，会指示创建新的namespaces. 之后run.go::Run函数启动子进程。在container/container_process.go::NewParentProcess中构建的子进程参数如下：/proc/self/exe init /bin/ls，表示要创建的子进程就是自身，只不过要执行的命令是init，参数是/bin/ls。

在新创建的子进程中，mydocker会执行到main_command.go::cli.Command::Action，这里会调用container/init.go::RunContainerInitProcess函数。在该运行函数中，会挂在相应的目录，最后会执行/bin/ls命令。