Docker为什么这么快(4大关键原因详解)

Docker 的快速性是其核心优势,以下是其快速性的4大关键原因@mikechen

1. 轻量级隔离:共享主机内核,秒级启动

Docker 并不像虚拟机那样模拟整套硬件并安装操作系统,而是采用了 操作系统级虚拟化:

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  • 所有容器共享宿主机内核;

  • 每个容器运行在独立的用户空间中;

  • 利用 Linux 的 Namespace + Cgroups 实现进程级隔离;

📌 容器本质上就是一个被隔离的普通进程,启动只需创建进程 + 挂载文件系统,无需启动内核或服务,大多数容器可以在 几百毫秒内启动

 

2. 分层存储:UnionFS 减少冗余,加速构建和启动

UnionFS 联合文件系统: Docker 镜像采用分层结构,每一层都是对文件系统的增量修改。

UnionFS 技术将这些只读层联合挂载成一个统一的文件系统,供容器使用。

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这样有如下好处:

减少冗余

多个镜像可以共享相同的底层镜像层,只需存储各自独特的差异部分,极大地节省了磁盘空间。

加速构建

在构建镜像时,Docker 会缓存每一层,如果 Dockerfile 中的指令没有改变,构建过程可以重用之前的镜像层,显著加快了构建速度。

加速启动

当启动容器时,Docker 只需要加载必要的镜像层。

如果某些层已经被其他容器使用,可以直接复用内存中的缓存,无需重复加载,从而加速了容器的启动过程。

 

3. 低资源占用:只包含必要依赖,运行效率高

Docker 容器只打包应用程序及其必要的依赖库、运行时环境和配置文件。

不包含完整的操作系统,这使得容器的体积通常比虚拟机镜像小得多。

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由于容器只运行应用程序所需的组件,因此其对 CPU、内存和磁盘 I/O 等资源的消耗也远低于运行完整操作系统的虚拟机。

这使得在同一台物理机上可以运行更多的容器,提高了资源利用率和运行效率。

 

4. 高效运行时:containerd 和 runc 直接操作内核

Docker 的运行机制也非常高效,核心依赖两个关键运行组件:

containerd: Docker 架构中的一个核心组件,负责管理容器的生命周期,包括创建、启动、停止、删除等。

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runc: 一个轻量级的、符合 OCI (Open Container Initiative) 标准的容器运行时。

runc 直接与 Linux 内核交互,利用 Namespaces 和 Cgroups 等内核特性来创建和运行容器。

直接操作内核: runc 作为底层的容器运行时,直接调用内核接口来创建和管理容器的隔离环境和资源限制。

避免了额外的中间层开销,从而实现了高效的容器运行。

mikechen

mikechen睿哥,10年+大厂架构经验,资深技术专家,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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