Docker 是什么
Docker 本质
Docker 本质其实是 LXC 之类的增强版，它本身不是容器，而是容器的易用工具。容器是 linux 内核中的技术，Docker 只是把这种技术在使用上简易普及了。Docker 在早期的版本其核心就是 LXC 的二次封装发行版。
Docker 作为容器技术的一个实现，或者说让容器技术普及开来的最成功的实现。
Docker 是基于 Go 语言实现的一个开源项目，它的主要目标是“Build，Ship andRun Any APP，Anywhere”，即通过对组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使得用户的应用及其运行环境能够做到“一次封装，到处运行”。
早期 Docker 利用 LXC 做容器管理引擎，但是在创建容器时，不再使用模板去安装生成，而是通过镜像技术（把一个操作系统用户空间所需要使用到的组件事先编排好，并整体打包成一个文件，image 文件），镜像文件集中放在一个仓库中。当需要创建容器时，Docker 调用 LXC 的工具 lxc-create，但不再通过 lxc 的模板去安装，而是连接到镜像服务器上下载匹配的镜像文件，而后基于镜像启动容器。所以，Docker 极大的简化了容器的使用难度。以后我们创建启动容器，只需要一个命令，docker-run，docker-stop 就可以启动停止一个容器了。
Docker 的引擎迭代
Docker 早期是基于 LXC 容器管理引擎实现，当后来成熟之后，Docker 自建了一个容器引擎叫 libcontainer，后来 CNCF 的介入，Docker 又研发了一个工业化标准的容器引擎 runC，目前所使用的新版 Docker，所使用的容器引擎就是 RunC。
Docker 和虚拟机的区别
| 比较项目 | 传统虚拟机 | Docker 容器 |
|---|---|---|
| 磁盘占用 | 几个 GB 到几十个 GB 左右 | 几十 MB 到几百 MB 左右 |
| CPU 内存占用 | 虚拟操作系统非常占用 CPU 和内存，需要通过虚拟层调用占用率高 | Docker 引擎占用资源极低，直接作用于硬件资源，占用少 |
| 启动速度（从开机到运行项目/从开启容器到运行项目） | 几分钟 | 几秒 |
| 安装管理 | 需要专门的运维技术 | 安装、管理方便 |
| 应用部署 | 手动部署，速度慢 | 体系化部署，可以自动化，速度快 |
| 隔离性 | 系统级别 | 进程级别 |
| 封装程度 | 打包整个操作系统 | 打包项目代码和依赖信息 |
Docker 为什么比虚拟机资源利用率高，启动快
docker 有比虚拟机更少的抽象层。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的优势。docker 利用的是宿主机的内核，而不需要Guest OS，节省了 Guest OS 占用的资源。
docker 不需要 Guest OS，创建一个容器时，不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。从而避免引寻、加载操作系统内核返回时耗时耗资源的过程，当新建一个虚拟机时，虚拟机软件需要加载 Guest OS,返回新建过程是分钟级别的。而新建一个docker 容器只需要几秒钟。
Docker 和 JVM 虚拟化的区别？
| 比较项目 | JVM | Docker 容器 |
|---|---|---|
| 性能 | 需要占用一定的 CPU 和内存 | 基本没有损失 |
| 虚拟层面 | 基于 JVM 虚拟机，更加上层 | 基于操作系统，更加通用 |
| 代码无关性 | 一个特定代码的执行平台，只能支撑特定代码的执行，且必须在 jvm 进程内 | 模拟一整个操作系统，可支撑任何相同平台的应用程序 |
| 主机隔离性 | 不隔离主机 | 通过命名空间实现隔离 |
Docker 版本
Docker 发展过程中衍生了以下版本，目前我们学习和使用提到的版本是 docker-ce。
lxc：上文中提到，lxc 是最早的 linux 容器技术，早期版本的 docker 直接使用 lxc 来实现容器的底层功能。虽然使用者相对较少，但 lxc 项目仍在持续开发演进中。
libcontainer：docker 从 0.9 版本开始自行开发了 libcontainer 模块来作为 lxc 的替代品实现容器底层特性，并在 1.10 版本彻底去除了 lxc。在 1.11 版本拆分出 runc 后，libcontainer 也随之成为了 runc 的核心功能模块，runc 后续变成了容器标准。
moby：moby 是 docker 公司发起的开源项目，其中最主要的部分就是同名组件 moby，事实上这个 moby 就是 dockerd 目前使用的开源项目名称，docker 项目中的 engine（dockerd）仓库现在就是从 moby 仓库 fork 而来的，使用 containerd 作为运行时标准。https://mobyproject.org/
docker-ce：docker 的开源版本，CE 指 Community Edition。docker-ce 中的组件来自于 moby、containerd 等其他项目。https://www.docker.com/pricing/
docker-ee：docker 的收费版本，EE 指 Enterprise Edition。其基础组件来源和docker-ce 是一样的，但附加了一些其他的组件和功能。
https://www.docker.com/pricing/
Docker 官方网站
docker 官网
Docker 架构
官方架构
Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，使用远程 API 来管理和创建 Docker 容器。
Docker 容器通过 Docker 镜像来创建。
• Docker 仓库(Registry)
Docker 仓库用来保存镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库。Docker Hub 供了庞大的镜像集合供使用。
• Docker daemon
Docker daemon 是服务器组件，是 Docker 最核心的后台进程，我们也把它称为守护进程。
• Docker 客户端(Client)
Docker 客户端通过命令行或者其他工具使用 Docker API 与 Docker 的守护进程通信。
• Docker 主机(Host)
一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker 守护进程和容器。
• Docker 镜像(Images)
Docker 镜像是用于创建 Docker 容器的模板。
• Docker 容器(Container)
容器是独立运行的一个或一组应用。
生活案例
上面概念比较难以理解，我们列举个生活中的案例，以一家人去旅游入住酒店为例。
我们一家人和朋友一块旅游去酒店，我们就是 Docker Client
到酒店办理入住，办理退房，缴费需要酒店前台提供各种服务，酒店前台就是我们的Docker Daemon，Docker 的核心服务端
酒店是建在美丽的海边，酒店的宅基地和大楼就是我们实际的物理服务器或者虚拟服务器，也就是 Docker Host
酒店就 1000 多个房间，每个房间里面不一样，有标间、大床房、家庭房等，这就是Docker 镜像仓库
酒店的标准的房间豪华大床房和双人标间，这个就是 Docker 镜像，我们客户是没有办法修改的
我们办理完入住了一个豪华大床房，然后把行李，个人物品带到了一个具体的房间号，比如 9527，那么这个房间我们可以使用了，朋友也开了一间豪华大床房，虽然豪华大床房一样，当时我们携带的物品，我们的洗漱时间，睡觉时间都不一样，这个就是容器 Docker Container。
容器的销毁，也就是我们一周后旅游结束了，搬出了酒店，酒店把我们的房间恢复了镜像原来的样子。
Docker 生态
新时代软件诉求
我们来考虑 2 个问题，Docker 为什么要设计镜像，然后又搭建个 Docker Hub，搞个镜像仓库呢？
我们来看下现在的时代发生了什么
数据量疯狂增长：
随着物联网、边缘计算等智能终端设备不断普及，受到来自物联网设备信号、元数据、娱乐相关数据、云计算和边缘计算的数据增长的驱动，全球数据量呈现加速增长。根据 IDC 分布的《数据时代 2025》预测，全球数据量将从 2018 年的 33ZB 增至 2025年的 175ZB，增长超过 5 倍；中国平均增速快于全球 3%，预计到 2025 年将增至48.6ZB，占全球数据圈的比例由 23.4%提升至 27.8%。其中，中国企业级数据量将从2015 年占中国数据量的 49％增长到 2025 年的 69％。
处理能力快速增加：
腾讯云全球服务器数量 100w+，数据量 EB+；2020 年阿里云：在全国已建成 5 大超级数据中心，阿里云在全球 22 个地域部署了上百个数据中心，服务器的总规模数已经接近 200 万台。
某省疾控中心疫苗预约系统、全员核酸检测系统、健康码系统共 300 余台服务器，并为核酸检测系统快速扩容计算和存储资源。
软件需求爆发式增长：
• 软件发布频繁
（1）研发模式从瀑布开发演变为敏捷开发，原来 3 个月上一次新功能，现在两周一次，而开发过程中我们也经常遇到需要修改需求，然后变更再发布的情况。
（2）软件上线有问题需要快速回滚，对软件有着极强的版本管理和回滚诉求。
• 软件需要共享
软件的研发人员、研发公司在设计、研发好一款软件的时候，如何方便的共享给他人，而又能快速的使用起来。
• 环境搭建复杂，技术种类繁多
每个项目组使用的语言不一样，需要不同的环境，每个都得搞一套。每次都要从 yum开始一个个完成部署安装，每次都有各种奇怪的问题，运维成本很高。
Docker 解决方案
云时代需要我们针对这些诉求有一套针对的解决方案。
• 我们要处理海量的数据，如何处理呢？
购买大量的服务器，并研发对应软件
• 开发的需求需要频繁的变更上线，如何才能将修改的代码快速的分发到几百或者几千台服务器呢？如何共享软件呢？
搞一个中心仓库，让各个服务器去下载软件包，安装，所以 CentOS 搞了 yum 仓库，
docker 设计了镜像仓库，docker hub 是公共的托管仓库。
• 软件设计好以后，怎么快速安装启动，有问题回滚呢？
将 docker 需要的所有信息设计一套软件格式，把所有的依赖搞进去，并打上版本标签，这样不会换一个服务器各种问题，所以 Docker 设计了镜像。
• 不同的开发环境怎么搭建呢，一会 java，一会 c++？
docker 设计了镜像来应对，镜像里面存放了需要运行的环境，就像我们的 iPhone 内置 ios，我们的华为 mate 50 内置鸿蒙一样，一条命令就可以完成某个环境的搭建。