聊聊什么是 Docker，为什么要使用它

Docker 作为一种新兴的虚拟化方式，跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势，Docker 对系统资源的利用率更高，无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效，下面就简单聊聊 Docker 容器和镜像是什么，为什么要使用 Docker 呢？

阅读本文前，让我们先来了解了解 镜像（Image） 和 容器（Container） 的关系，它们之间就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体，容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

Docker 容器是什么？

Docker 容器是开源的应用容器引擎，让开发者使用统一的方式打包应用以及依赖包到另外的容器中，然后发布到任何安装了 docker 引擎的服务器，也可以实现虚拟化，容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的命名空间，容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间，甚至自己的用户空间。

容器内的进程是运行在一个隔离的环境里，使用起来，就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。

这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全，也因为这种隔离的特性，很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。

前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。每一个容器运行时，是以镜像为基础层，在其上创建一个当前容器的存储层，我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为容器存储层。

容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。

按照 Docker 最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据，容器存储层要保持无状态化。

所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）、或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对 宿主 或 网络存储 发生读写，其性能和稳定性更高。

数据卷的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡，使用数据卷后，容器删除或者重新运行之后，数据却不会丢失。

Docker 镜像是什么？

Docker 镜像是个特殊的文件系统，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。

因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统，其体积往往是庞大的，因此在 Docker 设计时，就充分利用 Union FS 的技术，将其设计为分层存储的架构。

严格来说，镜像并非是像一个 ISO 那样的打包文件，镜像只是一个虚拟的概念，其实际体现并非由一个文件组成，而是由一组文件系统组成，或者说，由多层文件系统联合组成。

镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础，每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。

比如删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件已删除。

在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。

因此在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。

分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。

甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。

为什么要使用 Docker？

更高效的利用系统资源

由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统资源有更高效的利用率。

无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用。

更快速的启动时间

传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。

从而大大的节约了开发、测试、部署的时间。

一致的运行环境

在开发过程中常见的问题是环境一致性问题，由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。

而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题。

轻松的迁移数据

由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。

Docker 可以在很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运行结果是一致的。

因此用户可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

更好的维护和扩展

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。

此外 Docker 团队同各个开源项目团队维护了大批高质量的官方镜像，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本。