1.4 Docker运行案例分析
1.3节着重介绍了Docker架构中各个模块的功能，学完后我们可以对Docker的架构有一个宏观的认识。熟悉一款软件，研究一个系统，从静态的角度认识架构的各个模块，仅仅是第一步；从动态的角度，掌握软件或者系统的运行原理，即熟知架构中模块间的通信逻辑，无疑会让自己对软件或系统的理解更上一层楼。本节将从实际的Docker运行案例出发，串联Docker各模块，从而学习Docker的运行流程。分析原型为Docker中的docker pull与docker run两个命令。
1.4.1 docker pull
1.3节中我们提到，用户可以为容器指定镜像，作为容器运行时的rootfs，既然如此，镜像从何而来则成为一个关键。答案很简单，一切都归功于docker pull命令。
docker pull命令的作用是：Docker Daemon从Docker Registry下载指定的容器镜像，并将镜像存储在本地的Graph中，以备后续创建Docker容器时使用。docker pull命令的执行流程如图1-10所示。
图1-10中有编号的箭头表示docker pull命令在发起后，Docker架构中相应模块所做的一系列运行操作。下面我们逐一分析这些步骤。
1）Docker Client处理用户发起的docker pull命令，解析完请求以及参数之后，发送一个HTTP请求给Docker Server，HTTP请求方法为POST，请求URL为"/images/create?"+"xxx"，实际意义为下载相应的镜像。
2）Docker Server接收以上HTTP请求，并交给mux.Router，mux.Router通过URL以及请求方法类型来确定执行该请求的具体handler。
3）mux.Router将请求路由分发至相应的handler，具体为PostImagesCreate。
4）在PostImageCreate这个handler之中，创建并初始化一个名为"pull"的Job，之后触发执行该Job。
5）名为"pull"的Job在执行过程中执行pullRepository操作，即从Docker Registry中下载相应的一个或者多个Docker镜像。
6）名为"pull"的Job将下载的Docker镜像交给graphdriver管理。
7）graphdriver负责存储Docker镜像，一方面将实际镜像存储至本地文件系统中，另一方面为镜像创建对象，由Docker Daemon统一管理。
1.4.2 docker run
docker run命令的作用是创建一个全新的Docker容器，并在容器内部运行指定命令。Docker Daemon处理用户发起的这条命令时，所做工作可以分为两部分：第一，创建Docker容器对象，并为容器准备所需的rootfs；第二，创建容器的运行环境，如网络环境、资源限制等，最终真正运行用户指令。因此，在dockerrun命令的完整执行流程中，Docker Client给Docker Server发送了两次HTTP请求，第二次请求的发起取决于第一次请求的返回状态。docker run命令执行流程如图1-11所示。
图1-11中有编号的箭头表示dockerrun命令在发起后，Docker架构中相应模块所做的一系列运行。下面我们逐一分析这些步骤：
1）Docker Client处理用户发起的docker run命令，解析完请求与参数之后，向Docker Server发送一个HTTP请求，HTTP请求方法为POST，请求URL为"/containers/create?"+"xxx"，实际意义为创建一个容器对象，即Docker Daemon程序逻辑中的容器对象，并非实际运行的容器。
2）Docker Server接收以上HTTP请求，并交给mux.Router，mux.Router通过URL以及请求方法来确定执行该请求的具体handler。
3）mux.Router将请求路由分发至相应的handler，具体为PostContainersCreate。
4）在PostContainersCreate这个handler之中，创建并初始化一个名为"create"的Job，之后触发执行该Job。
5）名为"create"的Job在运行过程中执行Container.Create操作，该操作需要获取容器镜像来为Docker容器准备rootfs，通过graphdriver完成。
6）graphdriver从Graph中获取创建Docker容器rootfs所需要的所有镜像。
7）graphdriver将rootfs的所有镜像通过某种联合文件系统的方式加载至Docker容器指定的文件目录下。
8）若以上操作全部正常执行，没有返回错误或异常，则Docker Client收到Docker Server返回状态之后，发起第二次HTTP请求。请求方法为"POST"，请求URL为"/containers/"+container_ID+"/start"，实际意义为启动时才创建完毕的容器对象，实现物理容器的真正运行。
9）Docker Server接收以上HTTP请求，并交给mux.Router，mux.Router通过URL以及请求方法来确定执行该请求的具体handler。
10）mux.Router将请求路由分发至相应的handler，具体为PostContainersStart。
11）在PostContainersStart这个handler之中，创建并初始化名为"start"的Job，之后触发执行该Job。
12）名为"start"的Job执行需要完成一系列与Docker容器相关的配置工作，其中之一是为Docker容器网络环境分配网络资源，如IP资源等，通过调用networkdriver完成。
13）networkdriver为指定的Docker容器分配网络资源，其中有IP、port等，另外为容器设置防火墙规则。
14）返回名为"start"的Job，执行完一些辅助性操作后，Job开始执行用户指令，调用execdriver。
15）execdriver被调用，开始初始化Docker容器内部的运行环境，如命名空间、资源控制与隔离，以及用户命令的执行，相应的操作转交至libcontainer来完成。
16）libcontainer被调用，完成Docker容器内部的运行环境初始化，并最终执行用户要求启动的命令。