Docker Runc容器生命周期详细介绍

2024-03-08 10:16:05 138

DockerRunc容器生命周期

容器的生命周期涉及到内部的程序实现和面向用户的命令行界面，runc内部容器状态转换操作、runc命令的参数定义的操作、dockerclient定义的容器操作是不同的，比如对于dockerclient的create来说，

语义和runc就完全不同，这一篇文章分析runc的容器生命周期的抽象、内部实现以及状态转换图。理解了runc的容器状态转换再对比理解dockerclient提供的容器操作命令的语义会更容易些。

容器生命周期相关接口

最基本的required的接口
- Start:初始化容器环境并启动一个init进程，或者加入已有容器的namespace并启动一个setns进程；执行postStarthook;阻塞在init管道的写端，用户发信号替换执行真正的命令
- Exec:读init管道，通知init进程或者setns进程继续往下执行
- Run:Start+Exec的组合
- Signal:向容器内init进程发信号
- Destroy:杀掉cgroups中的进程，删除cgroups对应的path，运行postStop的hook
- 其他
  - Set:更新容器的配置信息，比如修改cgroupsresize等
  - Config:获取容器的配置信息
  - State:获取容器的状态信息
  - Status:获取容器的当前运行状态:created、running、pausing、paused、stopped
  - Processes:返回容器内所有进程的列表
  - Stats:容器内的cgroups统计信息
- 对于linux容器定义并实现了特有的功能接口
  - Pause:free容器中的所有进程
  - Resume:thaw容器内的所有进程
  - Checkpoint:criucheckpoint
  - Restore:criurestore

接口在内部的实现

对于Start/Run/Exec的接口是作为不同os环境下的标准接口对开发者暴露，接口在内部的实现有很多重复的部分可以统一，因此内部的接口实际上更简洁，这里以linux容器为例说明
- 对于Start/Run/Exec在内部实现实际上只用到下面两个函数，通过传入flag(容器是否处于stopped状态)区分是创建容器的init进程还是创建进程的init进程
  - start:创建init进程，如果status==stopped，则创建并执行newInitProcess，否则创建并执行newSetnsProcess，等待用户发送执行信号(等在管道写端上)，用用户的命令替换掉
  - exec:读管道，发送执行信号
- Start直接使用start
- Run实际先使用start(doInit=true)，然后exec
- Exec实际先使用start(doInit=false),然后exec

对用户暴露的命令行参数与容器接口的对应关系，以linux容器为例

create->Start(doInit=true)
start->Exec
run->Run(doInit=true)
exec->Run(doInit=false)
kill->Signal
delete->SignalandDestroy
update->Set
state->State
events->Stats
ps->Processes
list
linuxspecific
- pause->Pause
- resume->Resume
- checkpoint->Checkpoint
- restore->Restore

runc命令行的动作序列对容器状态机的影响

对于一个容器的生命周期来说，稳定状态有4个:stopped、created、running、paused
注意下面状态转换图中的动作是runc命令行参数动作，不是容器的接口动作，这里没考虑checkpoint相关的restore状态

delete
|------|/-------------------------------------------------------------|
||/|-----start---||
|V/|||
|---------|-----------create---------->|---------|<---------/|
|stopped||created|------------||
|---------|<--------delete(withkill)---|---------|||
^^|||
||||run
||---------------delete(-fwithkill)---|exec||
delete(-fwithkill)||||
|||||
|resume|V||
|---------|----------------------------->|----------|||
|paused||running|<----------|-------|
|---------|<----------------------------|----------||
^pause^||
||||
||--exec--||
||
|---------------------------pause---------------------------|

感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！

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