容器：向死而生的一生

译者：灵雀云周小璐

| 2016-07-20 20:54 评论: 7 收藏: 2

尼奥：为什么那些程序会被删除?

先知：或许发生故障了，或许有更好的程序替代它，这种事天天发生，一旦这种事情发生了，程序就会躲在母体里或是选择回到万物之源。

“重启”是一个具有哲学意义的话题，比如《黑客帝国》中特工史密斯可以随时在一个身体上重启自己；《明日边缘》中阿汤哥饰演的男主角在一次次的重启中不断进步，最终战胜了大 Boss；程序员的段子中，“你重启下试试”非常经典。虽然重启不能解决所有的问题，但还是能解决大部分问题的，因为重启能清除应用的当前状态，包括任何不在正常状态的代码。对于 Docker，我们可以将 restart 作为一种自我修复的机制。

如果把 Docker 容器看做生命，那必然是“向死而生”的一生：它们可能会随时被停止或删除。默认情况下，所有运行过程中产生的数据也将被清除。但就像《黑客帝国》中的特工史密斯一样，容器也可以立马以初始的状态被重启。无疑从这个角度来讲，暂时的任务是容器最常用的场景。但实际上，容器也可以完美运行 web 服务，还可以通过 volume 实现数据库和持久化数据存储。MongoDB，MySQL 和 Postgres 都是 Docker Hub 上最流行的 Docker 镜像。

一个容器的“传记”（Containers Life Story）

都有哪些因素影响了容器的平均寿命呢？我们可以通过容器的整个存在过程进行深入研究。在 Docker Engine 记录了容器整个生命周期的事件，还有其它的重要信息，都保存在了 /var/log/docker.log 中。我们也可以通过 docker events 命令行大体看下某个容器。这个命令会向 Docker Engine 查询某个时间段内容器内发生的重要事件。比如我们先启动一个容器：

然后，运行 docker events 看看哪些事件会被记录下来：

哇！能在命令行看到容器启动过程幕后发生了什么！

首先，由于在本地未能找到镜像，Docker client 通过 Remote API 从 Docker Hub pull 下镜像；
接下来，创建容器，添加 stdout/stderr 到终端；
然后，新容器被加入到默认的 bridge 网络，被 engine 启动；
最终，容器完成自己的使命后，就会被删除。在此之前，Docker engine 会将其移出默认的 bridge 网络中。

容器已死，容器万岁！（The container is dead, long live the container!）

虽然这个容器已经“死了”，我们还是能用 docker ps -a 命令捕捉到它生前的“音容笑貌”。

看起来这个容器去得很平静，因为 Exit(0) 并不是每个容器都能达到的境界。

而且虽然容器停止了，我们还是能找到它的“遗产”，因为所有容器的数据存储只有在 docker rm 执行后才会被正式销毁。 docker export 命令可以将容器的文件系统存储到一个 tar 包中。然后可以用 docker import 将其导入到同主机上的另一个容器中，或一个新的容器中。

请注意 docker export 导出的数据中不包含容器的历史。实际上，当 tar 包被导入到一个镜像中，结果镜像会被压缩为一层。

如果你在运行短期的前台操作容器，这些数据堆积会额外占用很多空间。docker run -rm 可以在容器停止后自动清理容器状态数据和镜像层。

重生？（Is there life after death?）

研究发现动物的基因并不会在其身体死亡立即消失，而是会存活长达四天，甚至有一些基因会在死后变得更加活跃。对于容器的“基因”当然可以保持更长的时间，而且还可以随时“复活”。

昨日重现（Containers entire life flashes in front of your eyes the second before they die）

docker event 不但让我们看到 Docker Engine 内部的工作，还能帮我们自动应对一些容器的事件。比如，类似 “Registrator” 的工具会在服务上线和下线时，使用这种机制向 Consul 自动发送注册和注销请求，可以告诉负载均衡器有新的实例进来，或有实例不能提供服务了。

生命本该如此（This is your life）

来自 GliderLabs 的 Matt Good 曾用一张图描述过 Docker 容器整个生命周期的事件，和引发这些事件的命令。

熟悉 Linux 信号的人都会发现这很像 Linux 中进程的生命周期，因为容器本质上就是 Linux 进程。只是 Docker Engine 利用了 Linux 内核的特性，将容器隔离起来，但容器内的进程可以和文件系统或网络交互，就好像自己是系统内唯一的进程。信号提供了一种处理异步事件的方式，可以用在 Docker 容器的进程上。

不能承受的容器之轻（The unbearable lightness of being a container）

就像 Linux 一样，可以用 kill 命令停止一个不正常或空闲的容器，并且无需注销或重启底层的服务器。Kill 命令会向容器中的主进程发送一个 SIGKILL 的 Linux 信号，同样 stop 命令会发送 SIGSTOP 的Linux 信号。这些在 Brian DeHamer 的文章中有详细的描述，本文将重点分析上图中其它的命令和事件：pause，OOM 和 destroy。

暂停（Making a pause）

为什么要 pause 一个容器？好吧，你可能需要暂停一个拖慢进度的容器，或者想对这个容器做一下备份。

有人预测 docker pause 未来可以用在容器的热迁移上。理论上，容器的热迁移是没有意义的，因为它们是无状态的，一次性的，还可以随时重启，但是……

避免“拥堵”（Defending yourself from being choked）

默认情况下，所有的容器都是平等的：它们享有同样的 CPU 周期和 IO，还能自由地使用内存。但某些情况下，我们需要用一些限制参数打破这种平等的待遇。比如，为了防止某些容器一直占用内存，造成 OOM（Out Of Memory）事件，“堵塞”服务器。但是，需要先去设置内存的限制。

首先我们来模拟下 OOM 的情景，来看下如果设置了内存限制，Docker Engine 是如何发挥作用的：

这个例子基于《Docker in Practice》一书中 301 的一个实例，在第一种情况下，被杀死的是进程（非主进程），而第二种情况下才是容器，为什么？

健康检查（Health checks that could save your container）

要注意 Linux 内核在异常情况（比如资源不足）下只会 kill 一个进程，可能这样做已经太迟了。为什么不在应用出现问题前，提前检查呢？

在 Docker 1.12 中，不但可以在运行时进行限制，还能在启动容器时添加用户自定义的健康检查探针。比如，我们可以周期性地验证一个 web 服务是否在正常工作，而不仅仅是避免紊乱情况或内存溢出。

可以将健康检查作为 docker run 的选项，或写在 Dockerfile 中，docker ps 命令除了容器的常规状态，也会显示其“健康状况”。如下所示，第一次 docker ps 执行时，监控探针还是 starting 的状态，当第一个探针通过后变成 healthy 的状态。接下来我们用 docker inspect 查看容器的健康状况。我们通过删除一个配置文件制造不健康的假象，在一系列的探针失败后，最终容器被加上了 unhealthy 的标志。