docker是一种轻量级的虚拟化技术，同时也是一个开源的应用容器运行环境搭建平台。它允许开发者以便捷的方式将应用程序打包进一个可移植的容器中，然后在任何运行linux或windows等系统的服务器上进行安装。与传统虚拟机相比，docker容器提供了轻量级的虚拟化方式，易于安装，且启动和停止速度快。
为什么需要Docker容器？随着虚拟机（Virtual Machine，简称VM）的发展，企业对硬件资源的依赖性大大减少。VM将一台物理设备虚拟化为多个逻辑设备，每个逻辑设备可以运行不同的操作系统，应用程序在各自独立的空间内运行互不干扰，从而显著提高了设备的工作效率。然而，传统VM需要安装操作系统才能运行应用程序，占用系统资源较多。大多数情况下，用户只需要运行简单的应用程序，VM的操作过于复杂且造成资源浪费。此外，如果需要迁移应用服务程序，则必须迁移整个VM。因此，企业迫切需要一种轻量级的虚拟化技术。
容器是一种轻量级的虚拟化技术，其目的与虚拟机类似，都是为了创建“隔离环境”。但与VM不同的是，容器采用的是进程级的系统隔离，而不是操作系统级的资源隔离。Docker作为创建容器的主流工具，近年来迅速发展。其优势在于可以让开发者将企业需要的各种应用及其依赖文件封装在Docker镜像文件中，然后在任何物理设备（如Linux或Windows设备）上安装运行，实现虚拟化。这使得应用程序能够彻底脱离底层设备，在物理机之间灵活迁移部署，极大地提高了运维工程师的工作效率，减少了部署过程中潜在的风险。
Docker容器具有以下三大特点：
- 轻量化：一台主机上运行的多个Docker容器可以共享主机操作系统内核；启动迅速，只需占用很少的计算和内存资源。
- 标准开放：Docker容器基于开放式标准，能够在所有主流Linux版本、Microsoft Windows以及包括VM、裸机服务器和云在内的任何基础设施上运行。
- 安全可靠：Docker赋予应用的隔离性不仅限于彼此隔离，还独立于底层的基础设施。Docker默认提供最强的隔离，因此应用出现问题，也只是单个容器的问题，而不会波及到整台主机。
Docker容器 VS VM
Docker容器和传统VM技术在技术实现上有所不同。下图显示的是VM与Docker容器的逻辑组成：
VM：使用Hypervisor提供虚拟机的运行平台，管理每个VM中操作系统的运行。每个VM都要有自己的操作系统、应用程序和必要的依赖文件等。
Docker容器：使用Docker引擎进行调度和隔离，提高了资源利用率，在相同硬件能力下可以运行更多的容器实例；每个容器拥有自己的隔离化用户空间。
虚拟机与Docker容器对比
相较于VM，Docker容器作为一种轻量级的虚拟化方式，在应用方面具有以下显著优势：
- Docker容器可以在秒级时间内快速启动和停止，相较传统虚拟机显著提升。
- Docker容器对系统资源要求低，数千个Docker容器可同时运行在同一个主机上。
- Docker容器通过类似Git的操作来方便用户获取和更新应用镜像。
- Docker容器通过Dockerfile配置文件实现自动化创建和灵活部署，提高工作效率。
- Docker容器除了运行其中的应用之外，基本不消耗额外的系统资源，保证应用性能的同时，尽量减小系统开销。
下图可直观了解Docker容器与传统VM方式的区别：
Docker容器与传统VM的区对比
Docker容器是如何工作的？
Docker的三大组成要素：
- 镜像：Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的配置参数。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。镜像可以用来创建Docker容器，用户可以使用设备上已有的镜像来安装多个相同的Docker容器。
- 容器：镜像创建的运行实例，Docker利用容器来运行应用。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。我们可以把容器看做是一个轻量级的Linux运行环境。
- 镜像仓库：集中存放镜像文件的地方。用户创建完镜像后，可以将其上传到公共仓库或者私有仓库，需要在另一台主机上使用该镜像时，只需要从仓库上下载即可。
Docker容器的运行逻辑如下图所示，Docker使用客户端/服务器 (C/S) 架构模式，Docker守护进程（Docker daemon）作为Server端接收Docker客户端的请求，并负责创建、运行和分发Docker容器。Docker守护进程一般在Docker主机后台运行，用户使用Docker客户端直接跟Docker守护进程进行信息交互。
Docker运行流程
其中：
- Docker客户端：用于和Docker守护进程（Docker Daemon）建立通信的客户端。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求（Docker构建、Docker拉取和Docker启动等指令），服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。如橙色流程所示，执行Docker构建指令会根据Docker文件构建一个镜像存放于本地Docker主机。如蓝色流程所示，执行Docker拉取指令会从云端镜像仓库拉取镜像至本地Docker主机或将本地镜像推送至远端镜像仓库。如黑色流程所示，执行Docker启动指令会将镜像安装至容器并启动容器。
- Docker主机：一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker守护进程和容器。
- Docker守护进程：接收并处理Docker客户端发送的请求，监测Docker API的请求和管理Docker对象，比如镜像、容器、网络和数据卷。
