Docker 简介¶

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言并遵从 Apache2.0 协议开源。

Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。

容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app），更重要的是容器性能开销极低。

Docker Engine¶

Docker 引擎（Engine）基于 client-server 架构，主要包括以下组件：

Docker 镜像（Images）: Docker 镜像是用于创建 Docker 容器的模板。
Docker 容器（Container）: 容器是独立运行的一个或一组应用。
Docker 客户端（Client）: Docker 客户端通过命令行或者其他工具使用 Docker API 与 Docker 的守护进程通信。
Docker 主机（Host）: 一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker 守护进程和容器。
Docker 仓库（Registry）: Docker 仓库用来保存镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库。Docker Hub 提供了庞大的镜像集合供使用。
Docker Machine: Docker Machine是一个简化 Docker 安装的命令行工具，通过一个简单的命令行即可在相应的平台上安装 Docker，比如VirtualBox、 Digital Ocean、Microsoft Azure。

容器（container）与镜像（image）的关系类似于面向对象编程中的对象与类。关于 Container 和 Image 的具体概念，参考 Dockerfile 入门指南。

使用虚拟机运行多个相互隔离的应用时，如下图：

从下到上理解上图：

基础设施 （Infrastructure）

可以是你的个人电脑、数据中心的服务器，或者是云主机。
主操作系统 （Host Operating System）

你的个人电脑之上，运行的可能是 MacOS，Windows 或者某个 Linux 发行版。
虚拟机管理系统 （Hypervisor）

利用 Hypervisor，可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。Hypervisor 有支持 MacOS 的 HyperKit，支持 Windows 的 Hyper-V 以及支持 Linux 的 KVM；还有 VirtualBox 和 VMWare。
从操作系统 （Guest Operating System）

假设你需要运行 3 个相互隔离的应用，则需要使用 Hypervisor 启动 3 个从操作系统，也就是 3 个虚拟机。这些虚拟机都非常大，也许有 700MB，这就意味着它们将占用 2.1GB 的磁盘空间。更糟糕的是，它们还会消耗很多 CPU 和内存。
各种依赖

每一个从操作系统都需要安装许多依赖。如果你的的应用需要连接 PostgreSQL 的话，则需要安装 libpq-dev；如果你使用 Ruby 的话，应该需要安装 gems；如果使用其他编程语言，比如 Python 或者 Node.js，都会需要安装对应的依赖库。
应用

安装依赖之后，就可以在各个从操作系统分别运行应用了，这样各个应用就是相互隔离的。

使用 Docker 容器运行多个相互隔离的应用时，如下图：

相比于虚拟机，Docker 要简洁很多，因为我们不需要运行一个臃肿的从操作系统了。从下到上理解上图：

基础设施
主操作系统

所有主流的操作系统都可以运行 Docker。
Docker 守护进程 （Docker Daemon）

Docker 守护进程取代了 Hypervisor，它是运行在操作系统之上的后台进程，负责管理 Docker 容器。
各种依赖

对于 Docker，应用的所有依赖都打包在 Docker 镜像中，Docker 容器是基于 Docker 镜像创建的。
应用

应用的源代码与它的依赖都打包在 Docker 镜像中，不同的应用需要不同的Docker镜像。不同的应用运行在不同的 Docker 容器中，它们是相互隔离的。

Docker 守护进程可以直接与主操作系统进行通信，为各个 Docker 容器分配资源。它还可以将容器与主操作系统隔离，并将各个容器互相隔离。虚拟机启动需要数分钟，而 Docker 容器可以在数毫秒内启动。由于没有臃肿的从操作系统，Docker 可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

简化程序：

Docker 让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，便可以实现虚拟化。Docker改变了虚拟化的方式，使开发者可以直接将自己的成果放入Docker中进行管理。方便快捷已经是 Docker的最大优势，过去需要用数天乃至数周的任务，在Docker容器的处理下，只需要数秒就能完成。
避免选择恐惧症：

如果你有选择恐惧症，还是资深患者。Docker 帮你打包你的纠结！比如 Docker 镜像；Docker 镜像中包含了运行环境和配置，所以 Docker 可以简化部署多种应用实例工作。比如 Web 应用、后台应用、数据库应用、大数据应用比如 Hadoop 集群、消息队列等等都可以打包成一个镜像部署。
节省开支：

一方面，云计算时代到来，使开发者不必为了追求效果而配置高额的硬件，Docker 改变了高性能必然高价格的思维定势。Docker 与云的结合，让云空间得到更充分的利用。不仅解决了硬件管理的问题，也改变了虚拟化的方式。

虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境，例如云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户；而 Docker 通常用于隔离不同的应用，如：