Docker 入门教程（二）：Docker 的基本原理

🐳 Docker 入门教程（二）：Docker 的基本原理

在学习镜像与容器的命令操作之前，我们必须弄清楚：Docker 是如何运作的？容器和镜像到底是什么关系？docker run 背后到底做了什么？
这一节我们通过结构图 + 原理分析，建立起对 Docker 系统性理解的底层认知。

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1. Docker 架构总览：三大核心角色

Docker 采用经典的客户端 - 服务端架构（C/S 架构），它主要由以下三部分组成：

1.1 Client（客户端）

客户端就是我们日常使用的命令行工具，例如：

docker build
docker pull
docker run

这些命令本质上不会直接操作容器或镜像，而是通过 HTTP API 请求把意图发送给 Docker 服务端。

1.2 Docker Daemon（服务端）

也称为 dockerd，是 Docker 的守护进程，负责实际执行一切命令，包括：

• 拉取镜像
• 构建镜像
• 创建 / 启动容器
• 管理网络、挂载、资源等

它同时维护两个最核心的资源：

• Images（镜像）：只读模板，用于创建容器
• Containers（容器）：基于镜像运行出来的隔离进程

1.3 Registry（镜像仓库）

这是 Docker 镜像的集中分发平台，默认是 Docker Hub，也可以是私有仓库（如 Harbor）。

Docker Daemon 会在执行 docker pull、docker run 时自动从 Registry 拉取镜像。

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图解架构流程

+---------+           HTTP API         +-------------------------+
|  Client | ─────────────▶──────────▶ |     Docker Daemon       |
|         |                            | (dockerd)               |
| docker  |                            |                         |
| build   |                            |   +------------+        |
| pull    |                            |   |  Images    |◀───────┐
| run     |                            |   +------------+        |
+---------+                            |   | Containers |        ||   +------------+        |+-------------------------+▲│pull/push│+-------------------------------+|           Registry            ||     (Docker Hub or custom)   |+-------------------------------+

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2. 镜像与容器的关系

Docker 中，镜像（Image）和容器（Container）的关系可以从两个角度来类比理解：

类比一：类 vs 实例

• 镜像 就像一个类（Class）
  它定义了对象的结构、行为和属性，但不能直接运行。

• 容器 就是类创建出来的实例（Instance）
  每个容器基于镜像创建，可以独立运行、修改、销毁，彼此互不影响。

类比二：安装包 vs 软件

• 镜像 像是一个软件安装包，里面包含程序代码和运行环境。它本身是静态的、不能直接运行。

• 容器 就是你在电脑上安装并运行起来的软件，它有自己的配置、运行数据和状态。你可以同时运行多个程序实例，它们都来源于同一个安装包。

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3. 容器启动流程：docker run 背后发生了什么？

当你运行：

docker run redis

Docker 表面上只做了一件事：运行了一个 Redis 容器。
但实际上，它在背后做了一系列工作，整个过程可以拆成几个简单的步骤：

第一步：找镜像

Docker 会先检查你本地有没有 redis 镜像。

• 有就直接用
• 没有就从 Docker Hub 下载

第二步：创建容器

基于镜像，Docker 创建一个容器。就像“解压安装包、准备好环境”。

这一步会：准备一个独立的运行环境p;分配一个容器 ID;设置网络和存储

第三步：启动容器

Docker 会执行容器里的默认启动命令（比如 Redis 的服务器进程），让它真正“跑起来”。

此时容器就进入了运行状态（Running）。

第四步：资源隔离 & 控制（Docker 背后自动做的）

虽然我们看不见，但 Docker 还会在后台做几件重要的事：

• 资源隔离：让容器拥有自己独立的文件系统、网络、进程空间等
• 资源限制：防止某个容器用光 CPU 或内存
• 文件系统挂载：用一种叫 Overlay 的方式叠加镜像和容器的文件系统，便于读写分离