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转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/22382728
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在学习docker的过程中，我发现目前docker学习最大的障碍，不是网上的资源太少，而是网上的资源太多，资源太多带来的噪声让学习效率降低不少。而在讲解docker原理上，所有的讲解都是关于cgroups，namespace，aufs以及deviceMapper，这对于一个初学者来说，就是用一堆名词替换另一堆名词，所以我打算写一篇不涉及太多api的原理解析，在这篇解析中，将不会讨论：
在开始讨论前，先抛出一些问题，可先别急着查看答案，讨论的过程可以让答案更有趣，问题如下：
先来理解一下虚拟机概念，广义来说，虚拟机是一种模拟系统，即在软件层面上通过模拟硬件的输入和输出，让虚拟机的操作系统得以运行在没有物理硬件的环境中（也就是宿主机的操作系统上），其中能够模拟出硬件输入输出，让虚拟机的操作系统可以启动起来的程序，被叫做hypervisor。用一张图来说明这个关系就是：
在这张图中：
比如，举一个大家都很熟悉的例子，在编写android程序时，调试和测试运行都可以在X86架构的台式机或笔记本进行，这就是一个典型的虚拟机例子，在这之中：
当然android模拟机一个大问题就是：启动速度非常慢，最长可达10分钟或以上，这是因为单纯模拟硬件的输入输出，效率是很差的，所以这样的虚拟机如果真部署在服务器上，速度是感人的。
这个时候，就有计算机科学家提出了非常偷懒的想法：假如我们不模拟硬件输入输出，只是做下真实硬件输入输出的搬运工，那么虚拟机的指令执行速度，就可以和宿主机一致了。当然这前提是宿主机的硬件架构必须和虚拟硬件架构一致。比如，
由于本篇并不是主要关于虚拟机的内容，所以这些点就点到而止，更多详细内容可以参阅：Hypervisor
一般来说，虚拟机都会有自己的kernel，自己的硬件，这样虚拟机启动的时候需要先做开机自检，启动kernel，启动用户进程等一系列行为，虽然现在电脑运行速度挺快，但是这一系列检查做下来，也要几十秒，也就是虚拟机需要几十秒来启动。
更多关于容器的内容可以看这份课件：https://courses.engr.illinois.edu/cs423/lectures/VirtOS.pdf
至此就可以回答引言提到的两个问题：
在开始讨论前，先抛出一个问题：
在讲解容器之前，先来谈谈linux实现进程的原理，linux实现进程的方法为fork，实现的方式分为两个步骤：
从进程被制造的步骤可以看出，进程大部分资源和父进程共享，如果需要制造一个看起来像虚拟机的进程，我们需要比普通的进程多做几步。
如果做完这几步，至少在进程自身看来，和虚拟机执行环境上已经区别不大了，对应到linux系统中，这几个隔离需要的方法：clone(2) - Linux manual page
而clone方法和fork方法，在复制上下文的时候，调用的都是syscall_clone() 本质上它们是差不多的。
所以虽然docker帮助我们准备好了rootfs地址，镜像里面的文件，以及各种资源隔离的配置，但是在启动一个容器的时候，它只是调用系统中早已内置的可以隔离资源的方法，而kernel支持这些方法，也是在创建进程的方法上做了一层资源隔离的扩展而已。
这就解释了docker两个特性：
这是我认为整个容器实现里面最优美的一点：
让我们再来看看开篇提出的问题：
linux启动流程 中，容器需要使用其中的几步？
看完了fork，clone以及一大堆隔离后，相信读者很容易有答案了，这中间容器做完了隔离之后就算启动完毕，根本就不会来做kernel init之类的步骤，所以答案是一步都不用。
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原文地址：http://www.cnblogs.com/heyanan/p/7800284.html
