如何用纯C++和Linux系统调用从零实现一个自己的Docker
容器技术(以Docker为代表)已经成为现代软件开发和部署的基本条件。它提供了轻量级、可移植、自包含的环境,极大地提升了开发和运维效率。然而,对于许多开发者而言,容器仿佛一个“黑盒子”,我们熟练地使用docker run
、docker build
等命令,却对其底层实现原理知之甚少。
Linux容器的核心技术——命名空间(Namespaces)和控制组(Cgroups)——早已集成在Linux内核中。这意味着,我们完全有能力不依赖任何复杂的工具,仅使用C/C++和标准的Linux系统调用,从零开始构建一个属于自己的容器。
本文项目就是一个使用现代C++编写的、功能完备的Linux容器实现。我们将通过深入分析其源代码,和系统调用以及数据结构,带大家不仅“知其然”,更“知其所以然”。
Linux容器实现的核心原理
1. 命名空间
命名空间是Linux内核提供的一种资源隔离方案。它能让进程“看到”的系统资源是独立的,仿佛置身于一个全新的、干净的操作系统中。Linux内核提供了多种命名空间,用于隔离不同的系统资源:
- UTS (UNIX Timesharing System) 命名空间:隔离主机名(hostname)和域名(NIS domain name)。容器内可以拥有自己的主机名,而不会影响宿主机。
- IPC (Inter-Process Communication) 命名空间