本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。
作者按：
Docker使用已经比较久了，虽然一直在使用，但对于整体的架构以及一些源码级别的研究还是比较少，上度娘查找资料，发现很多也重复过时的。看到孙宏亮老师写的《Docker源码分析》，基于docker的版本是1.2.0,现在已经更新到1.6.8（截止2022年8月8日），虽然很多文章不是最新的，但对于我们这些小白，这些文章中透露的思维方式是值得学习的，也可以基于此基础之上，对于docker的认识更加深刻，下面就来研究一番。
1、 docker总体架构
docker是一个client+server的架构，所有命令通过RESTful API接口交互传递。
Docker后端是松耦合的结构，各模块各司其职，有机组合。整个架构中daemon是常驻后台运行的进程，接受客户端请求并管理docker容器。Client是命令行终端，包装命令发送api请求，engine是真正处理客户端请求的后端程序。
1、 docker client和darmon建立通信，client发送请求给damon
2、 daemon作为主体部分，提供server功能，能让其接受client的请求
3、 engine执行处理内部的一系列工作
4、每个工作是一个job形式存在，需要镜像时，从docker registry中下载，通过graphdrive镜像管理驱动下载镜像并存储（Graph形式）
5、networkdrive负责创建配置容器的网络
6、运行用户指令或者限制容器资源时，通过execdrive完成
7、execdrive以及networkdrive通过libcontainer具体实现
2、 各模块组件分析
Docker client发起请求
与docker daemon建立通信的客户端，使用docker命令后接参数形式完成一个完整请求（发送请求-处理请求-返回结果）
建立通信方式：tcp://host:port、 unix://path_to_socket 、fd://socketfd
Docker daemon 守护进程
Docker server 调度分发请求
接受请求之后，通过路由分发调度，找到对应的handler执行请求，启动过程中，是通过gorilla/mux，创建一个mux.Router,提供请求的路由功能。（gorilla/mux在golang是一个强大的url路由器以及调度分发器），然后将server的监听地址和router作为参数创建一个httpsrv.server()为请求服务，在srv服务过程中，创建一个goroutine读取路由，解析之后，找到相应路由项，调用相应的handler处理该请求，处理完成之后回复该请求
Engine
运行引擎、运行的和兴模块，扮演的是docker container存储仓库的角色，通过job方式管理容器
Job
docker Engine内部最基本的工作执行单位，每一项工作抽象为一个job
docker registry
是一个存储容器镜像的仓库，在运行过程中与registry通信，实现搜索、下载、上传镜像的工作，对应job名称：search、pull、push（可分为公有和私有仓库）
Graph
内部数据库
Repository
镜像保管者（下载和构建的）
存储类型有aufs、devicemapper、Btrfs、Vfs，centos中使用devicemapper存储类型
GraphDB
容器镜像关系记录者
构建在SQLIte之上得到小型图数据库，实现节点命名以及节点之间关联关系的记录。
Drive
驱动模块，通过driver实现对容器执行环境的定制
Graphdrive
主要用于完成容器镜像的管理例如存储获取
Pull下载的镜像由graphdrive存储到本地graph获取镜像，也由graphdriver到本地Graph获取镜像
Networkdriver
启动时为docker环境创建网桥，容器创建时创建虚拟网卡、容器分配ip、端口与宿主机做端口映射、设置容器防火墙观策略
Execdriver
作为容器的执行驱动，创建命名空间，负责资源统计限制，负责进程运行、默认使用native驱动
Libcontainer
使用go语言设计实现的库，不依靠任何依赖，直接访问内核中容器相关的API
Docker可以直接调用libcontainer，来操作容器namespace、cgroups、apparmor、网络等
Docker container
Docker容器是服务交付的最终体现形式，可以按照用户需求定制相应容器。
3、代码结构
Api：定义api，使用swagger2.0这个工具生成API，文件在api/swagger.yaml
Builder：用来构建镜像的包
Cli：使用cobra工具生成docker客户端命令行解析器
Client：接受cli的请求，调用RESTful API 接口，向server端发送http请求
Cmd：包含一个dockerd包，包含客户端服务端main函数入口
Container：容器配置管理，适配不同的平台，容器的抽象
Contrib：杂物堆堆,包含一些有用的脚本、镜像、还有其他非docker core中的部分
Daemon:暴露docker运行时状态
Distribution：用来docker镜像的pull、push和镜像仓库的维护
Dockerversion：编译时自动生成
Docs：文档
Errdefs:一些常见错误
Hack：创建docker开发环境和编译打包时用到的的脚本和配置文件
Image：用于构建docker镜像
Intergration-cli：集成测试
Layer：管理union file system driver上的read-only和read-write mounts，各种layer fs的抽象
Libcontainerd：访问内核中容器相关系统的调用函数库
Oci：open container interface 库
Opts:命令行选项库
Pkg：类似utils或者helps
Plugin：docker插件后端实现包，插件相关
Profile：有apparmor和seccomp两个目录，用于内核访问控制
Project：项目管理说明文档
Reference：处理docker store里镜像的reference（参考）
Registry：docker registry仓库实现
Restartmanager：处理重启后的动作，是否设置“always”
Runconfig：配置格式解码和校验
Vendor：各种依赖包
Volume：docker volume的实现
至此，对于docker大体的架构有了一定的了解。明白Docker设计并不是分布式，是单机的，是c/s模式。Docker是建立在linux容器之上的，但docker用libcontainer取代了LXC，docker不是容器，是有效管理容器而开发的一种技术或工具，docker也不是虚拟机、也不是配置管理系统。
注意：containerd负责管理容器，runc负责使用来自containerd的输入来运行容器
Docker引擎有docker守护出、rest接口和dockercli组成
今天的学习就到此结束，祝学习顺利！
参考：《docker源码分析》
