虛擬化
要解釋清楚 Docker，首先要解釋清楚容器（Container）的概念。要解釋容器的話亩码，就需要從操作系統(tǒng)說(shuō)起。操作系統(tǒng)太底層野瘦，細(xì)說(shuō)的話一兩本書都說(shuō)不清楚描沟。這里就一句話來(lái)總結(jié)一下：操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序鞭光，并且為軟件運(yùn)行提供通用服務(wù)的系統(tǒng)軟件啊掏。
隨著硬件的性能提升，軟件種類的豐富衰猛，有兩種情況變得很常見：
硬件性能過(guò)食倜郏——很多計(jì)算機(jī)的硬件配置，往往會(huì)有大量時(shí)間處于硬件資源閑置的狀態(tài)啡省。例如一般家用電腦娜睛，已經(jīng)是四核、六核的配置了卦睹，除了3A游戲畦戒、視頻制作、3D渲染结序、高性能計(jì)算等特殊應(yīng)用外障斋，通常有 90% 以上時(shí)間 CPU 是閑置的；
軟件沖突——因?yàn)闃I(yè)務(wù)需要徐鹤，兩個(gè)或者多個(gè)軟件之間沖突呛每，或者需要同一個(gè)軟件的不同版本灾炭。例如早幾年做 Web 前端的微饥，要測(cè)試網(wǎng)頁(yè)在不同版本的 IE 上是否能正常顯示头岔，然而 Windows 只能裝一個(gè)版本的 IE。
為了解決軟件沖突劲赠，只能配置多臺(tái)計(jì)算機(jī)涛目，或者很麻煩的在同一臺(tái)電腦上安裝多個(gè)操作系統(tǒng)。顯然這兩個(gè)方案都有其缺點(diǎn)：多臺(tái)計(jì)算機(jī)成本太高凛澎，多操作系統(tǒng)的安裝霹肝、切換都很麻煩。在硬件性能過(guò)剩的時(shí)候塑煎，硬件虛擬化的普及就很自然而然的提出來(lái)了沫换。
所謂硬件虛擬化，就是某個(gè)特殊的軟件轧叽，仿真出一臺(tái)或者多臺(tái)計(jì)算機(jī)的各種硬件苗沧，用戶可以在這一臺(tái)虛擬機(jī)上安裝刊棕、運(yùn)行操作系統(tǒng)（一般叫來(lái)賓操作系統(tǒng)炭晒，Guest OS）和各種應(yīng)用待逞，并且把 Guest OS 和上面應(yīng)用軟件對(duì)硬件資源的訪問(wèn)轉(zhuǎn)發(fā)到底層的硬件上來(lái)實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于 Guest OS 和上面的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)网严，這臺(tái)虛擬機(jī)和普通物理計(jì)算機(jī)是完全一樣沒(méi)有任何區(qū)別的——除了性能可能差一點(diǎn)识樱。全球第一人氣的 VMware Workstation 就是這么一個(gè)軟件，Oracle 的 VirtualBox 以及 Microsoft 的 Virtual PC 都是震束。這類軟件英語(yǔ)有一個(gè)專用的單詞是 Hypervisor（虛擬機(jī)管理程序）怜庸。
虛擬機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
可以把資源分配到不同的虛擬機(jī)，達(dá)到硬件資源的最大化利用垢村；
相比直接在物理機(jī)上部署應(yīng)用割疾，虛擬機(jī)更容易擴(kuò)展應(yīng)用；
云服務(wù)：通過(guò)虛擬機(jī)虛擬出不同的物理資源嘉栓，可以快速搭建云服務(wù)宏榕。
虛擬化技術(shù)主要用來(lái)解決高性能的物理硬件產(chǎn)能過(guò)剩和老舊的硬件硬件產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)低的重組重用，透明化底層物理硬件侵佃，從而最大化的利用物理硬件麻昼。
虛擬機(jī)的缺點(diǎn)
虛擬機(jī)的缺點(diǎn)在于 Guest OS 通常會(huì)占用不少硬件資源。例如 Windows 安裝 VMware 并開機(jī) Guest OS馋辈，不運(yùn)行任何應(yīng)用的情況下抚芦，就需要占用 2 ~ 3G 內(nèi)存，20 ~ 30G 硬盤空間迈螟。而且為了應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的性能叉抡，往往還要給每臺(tái)虛擬機(jī)留出更多的內(nèi)存容量。雖然不少 Hypervisor 支持動(dòng)態(tài)內(nèi)存答毫，但基本上都會(huì)降低虛擬機(jī)的性能卜壕。在這樣的資源占用情況下，少量的虛擬機(jī)還是可以接受的烙常，如果同時(shí)運(yùn)行十多臺(tái)或數(shù)十臺(tái)虛擬機(jī)轴捎，硬件資源的浪費(fèi)就會(huì)成倍遞增。通常來(lái)說(shuō)蚕脏，其中相當(dāng)大一部分甚至全部 Guest OS 都是相同的侦副。
能不能所有應(yīng)用使用同一個(gè)操作系統(tǒng)減少硬件資源的浪費(fèi)，但是又能避免包括運(yùn)行庫(kù)在內(nèi)的軟件沖突呢驼鞭？操作系統(tǒng)層虛擬化——容器概念的提出秦驯，就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。Docker 就是一個(gè)容器的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)挣棕。
容器化
容器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)一段時(shí)間了译隘，例如：LXC亲桥，BSD Jails，Solaris Zones…
容器化就是應(yīng)用程序級(jí)別的虛擬化技術(shù)固耘。容器提供了將應(yīng)用程序的代碼题篷、運(yùn)行時(shí)、系統(tǒng)工具厅目、系統(tǒng)庫(kù)和配置打包到一個(gè)實(shí)例中的標(biāo)準(zhǔn)方法番枚。容器共享一個(gè)內(nèi)核（操作系統(tǒng)），它安裝在硬件上损敷。
和虛擬機(jī)相比葫笼，容器有以下優(yōu)點(diǎn)：
啟動(dòng)迅速：沒(méi)有虛擬機(jī)硬件的初始化，沒(méi)有 Guest OS 的啟動(dòng)過(guò)程拗馒，可以節(jié)約很多啟動(dòng)時(shí)間路星，這就是容器的“開箱即用”；
占用資源少：沒(méi)有運(yùn)行 Guest OS 所需的內(nèi)存開銷诱桂，無(wú)需為虛擬機(jī)預(yù)留運(yùn)行內(nèi)存洋丐，無(wú)需安裝、運(yùn)行 App 不需要的運(yùn)行庫(kù)/操作系統(tǒng)服務(wù)访诱，內(nèi)存占用垫挨、存儲(chǔ)空間占用都小的多。相同配置的服務(wù)器触菜，如果運(yùn)行虛擬機(jī)能運(yùn)行十多臺(tái)的九榔，通常可以運(yùn)行上百個(gè)容器毫無(wú)壓力——當(dāng)然前提是單個(gè)容器應(yīng)用本身不會(huì)消耗太多資源涡相。
Docker 歷史
2010 年哲泊，幾個(gè)搞 IT 的年輕人，在美國(guó)舊金山成立了一家名叫 dotCloud 的公司催蝗。dotCloud 的平臺(tái)即服務(wù)（Platform-as-a-Service, PaaS）提供商切威。底層技術(shù)上，dotCloud 平臺(tái)利用了 Linux 的 LXC 容器技術(shù)丙号。
為了方便創(chuàng)建和管理這些容器先朦，dotCloud 基于 Google 公司推出的 Go 語(yǔ)言開發(fā)了一套內(nèi)部工具，之后被命名為 Docker犬缨。Docker 就是這樣誕生的喳魏。
LXC 是 Docker 的底層基石，但是在 Docker 0.9 版本的時(shí)候怀薛，Docker 見異思遷了刺彩，引入了基于 Go 語(yǔ)言構(gòu)建的 Libcontainer 的 execution driver。有了 Libcontainer 這個(gè)項(xiàng)目，Docker 不再需要依賴于 Linux 部件（LXC创倔，libvirt嗡害，systemd-nspawn…）就可以處理 namespaces、control groups畦攘、capabilities霸妹、apparmor profiles、network interfaces念搬。這下抑堡，LXC 淪為可選項(xiàng)摆出。
在 Docker 1.8 中 LXC 被 deprecated朗徊，在 Docker 1.10，LXC 徹底出局偎漫。Docker 推出 Libcontainer 自己集成了 Linux 內(nèi)核中的很多特性爷恳，作為一個(gè)獨(dú)特、穩(wěn)定且不受制于 Linux 的 Library象踊，獨(dú)立的時(shí)代終于到來(lái)了温亲。
如同 Docker 的 Logo 一樣，Docker 的思想來(lái)源于集裝箱杯矩。集裝箱解決了什么問(wèn)題栈虚？在一艘大船上，可以把貨物規(guī)整的擺放起來(lái)史隆，并且各種各樣的貨物被集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化魂务，集裝箱與集裝箱之間互不影響。那么就不需要專門運(yùn)送水果的船和專門運(yùn)送化學(xué)用品的船了泌射。只要這些貨物封裝在不同的集裝箱里粘姜，就可以用一艘大船把它們都運(yùn)走。
Docker 技術(shù)誕生之后熔酷，并沒(méi)有引起行業(yè)的關(guān)注孤紧。而 dotCloud 公司，作為一家小型創(chuàng)業(yè)企業(yè)拒秘，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)之下号显，也步履維艱。
正當(dāng)他們快要堅(jiān)持不下去的時(shí)候躺酒，腦子里蹦出了“開源”的想法押蚤。什么是“開源”？開源阴颖，就是開放源代碼活喊。也就是將原來(lái)內(nèi)部保密的程序源代碼開放給所有人，然后讓大家一起參與進(jìn)來(lái)，貢獻(xiàn)代碼和意見钾菊。
有的軟件一開始就是開源的帅矗。也有的軟件，是混不下去煞烫，創(chuàng)造者又不想放棄浑此，所以選擇開源。自己養(yǎng)不活滞详，就吃“百家飯”嘛凛俱。2013 年 3 月，dotCloud 公司的創(chuàng)始人之一料饥，Docker 之父蒲犬，28 歲的 Solomon?Hykes 正式?jīng)Q定，將 Docker 項(xiàng)目開源岸啡。
不開則已原叮，一開驚人。越來(lái)越多的 IT 工程師發(fā)現(xiàn)了 Docker 的優(yōu)點(diǎn)巡蘸，然后蜂擁而至奋隶，加入 Docker 開源社區(qū)。Docker 的人氣迅速攀升悦荒，速度之快唯欣，令人瞠目結(jié)舌。
開源當(dāng)月搬味， Docker 0.1 版本發(fā)布境氢。此后的每一個(gè)月， Docker 都會(huì)發(fā)布一個(gè)版本身腻。到 2014 年 6 月 9 日产还， Docker 1.0 版本正式發(fā)布。
此時(shí)的 Docker嘀趟，已經(jīng)成為行業(yè)里人氣最火爆的開源技術(shù)脐区，沒(méi)有之一。甚至像 Google她按、微軟牛隅、Amazon、 VMware 這樣的巨頭們都對(duì)它青睞有加酌泰，表示將全力支持媒佣。
Docker 火了之后， dotCloud 公司干脆把公司名字也改成了 Docker Inc. 陵刹。
為什么選擇 Docker
更高效的利用系統(tǒng)資源
由于容器不需要進(jìn)行硬件虛擬以及運(yùn)行完整操作系統(tǒng)等額外開銷默伍，Docker 對(duì)系統(tǒng)資源的利用率更高。無(wú)論是應(yīng)用執(zhí)行速度、內(nèi)存損耗或者文件存儲(chǔ)速度也糊，都要比傳統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù)更高效炼蹦。因此，相比虛擬機(jī)技術(shù)狸剃，一個(gè)相同配置的主機(jī)掐隐，往往可以運(yùn)行更多數(shù)量的應(yīng)用。
更快速的啟動(dòng)時(shí)間
傳統(tǒng)的虛擬機(jī)技術(shù)啟動(dòng)應(yīng)用服務(wù)往往需要數(shù)分鐘钞馁，而 Docker 容器應(yīng)用虑省，由于直接運(yùn)行于宿主內(nèi)核，無(wú)需啟動(dòng)完整的操作系統(tǒng)僧凰，因此可以做到秒級(jí)探颈、甚至毫秒級(jí)的啟動(dòng)時(shí)間。大大的節(jié)約了開發(fā)允悦、測(cè)試膝擂、部署的時(shí)間虑啤。
一致的運(yùn)行環(huán)境
開發(fā)過(guò)程中一個(gè)常見的問(wèn)題是環(huán)境一致性問(wèn)題隙弛。由于開發(fā)環(huán)境、測(cè)試環(huán)境狞山、生產(chǎn)環(huán)境不一致全闷，導(dǎo)致有些 bug 并未在開發(fā)過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)。而 Docker 的鏡像提供了除內(nèi)核外完整的運(yùn)行時(shí)環(huán)境萍启，確保了應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境一致性总珠，從而不會(huì)再出現(xiàn)「這段代碼在我機(jī)器上沒(méi)問(wèn)題啊」 這類問(wèn)題。
持續(xù)交付和部署
對(duì)開發(fā)和運(yùn)維（DevOps）人員來(lái)說(shuō)勘纯，最希望的就是一次創(chuàng)建或配置局服，可以在任意地方正常運(yùn)行。
使用 Docker 可以通過(guò)定制應(yīng)用鏡像來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)集成驳遵、持續(xù)交付淫奔、部署。開發(fā)人員可以通過(guò) Dockerfile 來(lái)進(jìn)行鏡像構(gòu)建堤结，并結(jié)合持續(xù)集成（Continuous Integration）系統(tǒng)進(jìn)行集成測(cè)試唆迁，而運(yùn)維人員則可以直接在生產(chǎn)環(huán)境中快速部署該鏡像，甚至結(jié)合持續(xù)部署（Continuous Delivery/Deployment）系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)部署竞穷。
而且使用 Dockerfile 使鏡像構(gòu)建透明化唐责，不僅僅開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以理解應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境，也方便運(yùn)維團(tuán)隊(duì)理解應(yīng)用運(yùn)行所需條件瘾带，幫助更好的在生產(chǎn)環(huán)境中部署該鏡像鼠哥。
更輕松的遷移
由于 Docker 確保了執(zhí)行環(huán)境的一致性，使得應(yīng)用的遷移更加容易。Docker 可以在很多平臺(tái)上運(yùn)行朴恳，無(wú)論是物理機(jī)科盛、虛擬機(jī)、公有云菜皂、私有云贞绵，甚至是筆記本，其運(yùn)行結(jié)果是一致的恍飘。因此用戶可以很輕易的將在一個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行的應(yīng)用榨崩，遷移到另一個(gè)平臺(tái)上，而不用擔(dān)心運(yùn)行環(huán)境的變化導(dǎo)致應(yīng)用無(wú)法正常運(yùn)行的情況章母。
更輕松的維護(hù)和擴(kuò)展
Docker 使用的分層存儲(chǔ)以及鏡像的技術(shù)母蛛，使得應(yīng)用重復(fù)部分的復(fù)用更為容易，也使得應(yīng)用的維護(hù)更新更加簡(jiǎn)單乳怎，基于基礎(chǔ)鏡像進(jìn)一步擴(kuò)展鏡像也變得非常簡(jiǎn)單彩郊。此外，Docker 團(tuán)隊(duì)同各個(gè)開源項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)一起維護(hù)了一大批高質(zhì)量的 官方鏡像蚪缀，既可以直接在生產(chǎn)環(huán)境使用秫逝，又可以作為基礎(chǔ)進(jìn)一步定制，大大的降低了應(yīng)用服務(wù)的鏡像制作成本询枚。
容器與虛擬機(jī)的比較
下面的圖片比較了 Docker 和傳統(tǒng)虛擬化方式的不同之處违帆，可見容器是在操作系統(tǒng)層面上實(shí)現(xiàn)虛擬化，直接復(fù)用本地主機(jī)的操作系統(tǒng)金蜀，而傳統(tǒng)方式則是在硬件層面實(shí)現(xiàn)刷后。
與傳統(tǒng)的虛擬機(jī)相比，Docker 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為啟動(dòng)速度快渊抄、占用體積小尝胆。
