什么是Docker？Docker是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，誕生于2013年初，最初是dotCloud公司(后改名為Docker Inc)內(nèi)部的一個(gè)開(kāi)源的PaaS服務(wù)的業(yè)余項(xiàng)目。其基于谷歌公司推出的Go語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，后加入Linux基金會(huì)，遵從Apache 2.0協(xié)議，項(xiàng)目代碼在GitHub上進(jìn)行維護(hù)。

Docker是基于Linux內(nèi)核的cgroup、namespace以及AUFS類(lèi)的UnionFS等技術(shù)，對(duì)進(jìn)程進(jìn)行封裝隔離，屬于操作系統(tǒng)層面的虛擬化技術(shù)。由于隔離的進(jìn)程獨(dú)立于宿主和其他的隔離的進(jìn)程，因此也稱(chēng)其為容器。

Docker最初的實(shí)現(xiàn)是基于LXC(Linux Containers)。LXC是Linux原生支持的容器技術(shù)，可以提供輕量級(jí)的虛擬化。可以說(shuō)Docker就是基于LXC發(fā)展起來(lái)的，提供LXC的高級(jí)封裝和標(biāo)準(zhǔn)的配置方法。在LXC的基礎(chǔ)之上，Docker進(jìn)行了進(jìn)一步的封裝，從文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)到進(jìn)程隔離等待，極大地簡(jiǎn)化了容器的創(chuàng)建和維護(hù)，使得Docker技術(shù)比虛擬機(jī)技術(shù)更為輕便、快捷。

從Docker 0.7以后開(kāi)始去除了LXC，轉(zhuǎn)而使用自行開(kāi)發(fā)的libcontainer;從Docker 1.11開(kāi)始，則進(jìn)一步演進(jìn)為使用runC和containerd。

Docker的主要目標(biāo)是“Build、Ship and Run Any App、Anywhere”，即通過(guò)對(duì)應(yīng)用組件的封裝(Packaging)、分發(fā)(Distribution)、部署(Deployment)、運(yùn)行(Runtime)等生命周期的管理，達(dá)到應(yīng)用組件級(jí)別的“一次封裝，到處運(yùn)行”(Build once，Run anywhere)。這里的應(yīng)用組件，既可以是一個(gè)Web應(yīng)用，也可以是一套數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，甚至是一個(gè)操作系統(tǒng)。

將應(yīng)用運(yùn)行在Docker容器上，可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、跨服務(wù)器，只需一次配置準(zhǔn)備好相關(guān)的應(yīng)用環(huán)境，即可實(shí)現(xiàn)到處運(yùn)行，保證研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境的一致性，解決了應(yīng)用和運(yùn)行環(huán)境的兼容性問(wèn)題，從而極大地提升了部署效率，減少故障的可能性。

Docker與虛擬機(jī)有著類(lèi)似的資源隔離和分配的特點(diǎn)，但不同的架構(gòu)方法使Docker能夠更加便攜、高效(見(jiàn)圖1)。

圖1 VM與Docker架構(gòu)比較

傳統(tǒng)的虛擬機(jī)架構(gòu)是：物理機(jī)→宿主機(jī)操作系統(tǒng)→Hypervisor支持→虛擬機(jī)操作系統(tǒng)→應(yīng)用程序。虛擬機(jī)是在宿主機(jī)上基于Hypervisor虛擬出一套操作系統(tǒng)所需的硬件設(shè)備，并在這些虛擬硬件上安裝操作系統(tǒng)Guest OS，運(yùn)行不同的應(yīng)用程序，應(yīng)用之間實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立、資源隔離。

但由于需要Hypervisor來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)，且每個(gè)虛擬機(jī)里需要完整地運(yùn)行一套操作系統(tǒng)Guest OS，因此會(huì)帶來(lái)很多額外資源的開(kāi)銷(xiāo)。

Docker的架構(gòu)是：物理機(jī)→宿主機(jī)操作系統(tǒng)→Docker引擎→應(yīng)用程序。Docker容器中沒(méi)有Hypervisor這一層，雖然它需要在宿主機(jī)中運(yùn)行Docker Engine，但原理卻完全不同于Hypervisor，并沒(méi)有虛擬出硬件設(shè)備，更沒(méi)有獨(dú)立部署全套的操作系統(tǒng)Guest OS。

Docker容器是使用Docker Engine而不是管理程序來(lái)執(zhí)行，因此容器比虛擬機(jī)小，并且由于主機(jī)內(nèi)核的共享，可以更快地啟動(dòng)，具有更好的性能、更少的隔離和更好的兼容性。

Docker容器能夠共享一個(gè)內(nèi)核并共享應(yīng)用程序庫(kù)，因此容器比虛擬機(jī)具有更低的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，只要用戶(hù)愿意使用單一平臺(tái)來(lái)提供共享的操作系統(tǒng)，容器可以更快、使用資源可以更少。

虛擬機(jī)可能需要幾分鐘才能創(chuàng)建并啟動(dòng)，而只需幾秒鐘即可創(chuàng)建并啟動(dòng)一個(gè)容器。與在虛擬機(jī)中運(yùn)行應(yīng)用程序相比，容器中包含的應(yīng)用程序提供了卓越的性能。