Docker Client创建和命令执行

标签：docker client创建及命令执行

//后续补上Docker的架构分析

Docker Client创建及命令执行

Docker架构：http://www.infoq.com/cn/articles/docker-source-code-analysis-part1

从整体的架构图中，可以看出Docker client在架构中的位置，Docker client是用户用来和Docker Daemon(主体部分)建立通信的客户端。用户使用Docker可执行文件发起管理container的请求。

Go语言：Go是Google开发的一种编译型，可平行化，并具有垃圾回收功能的编程语言。

每个Go程序都是由包组成的，程序运行的入口是包main。Docker是用Go语言开发的。

1、  Docker Client创建

Docker Client创建其实是用户通过docker可执行文件与DockerServer创建联系的客户端。

1）  flag参数解析

参数包含两类：一类是命令行参数，另一类是请求参数。

Docker Client创建的源码位于./docker/docker/docker.go，该文件包含整个Docker的main函数，是整个Docker运行的入口。

https://github.com/docker/docker/blob/v1.2.0/docker/docker.go

func main() {
      if reexec.Init() {
             return
      }
      flag.Parse()
      ……
}

reexec.Init()判断是否已经初始化注册，flag.Parse()解析命令行参数。

在./docker/docker/flag.go中定义了多个flag参数，并通过init函数进行初始化。

https://github.com/docker/docker/blob/v1.2.0/docker/flags.go

var (
      flVersion     = flag.Bool([]string{"v","-version"}, false, "Print version information and quit")
      flDaemon      = flag.Bool([]string{"d","-daemon"}, false, "Enable daemon mode")
      flDebug       = flag.Bool([]string{"D","-debug"}, false, "Enable debug mode")
      flSocketGroup =flag.String([]string{"G", "-group"}, "docker","Group to assign the unix socket specified by -H when running in daemonmode\nuse ‘‘ (the empty string) to disable setting of a group")
      flEnableCors  =flag.Bool([]string{"#api-enable-cors", "-api-enable-cors"},false, "Enable CORS headers in the remote API")
      flTls         =flag.Bool([]string{"-tls"}, false, "Use TLS; implied bytls-verify flags")
      flTlsVerify   =flag.Bool([]string{"-tlsverify"}, false, "Use TLS and verify theremote (daemon: verify client, client: verify daemon)")
 
      // these are initialized in init() belowsince their default values depend on dockerCertPath which isn‘t fullyinitialized until init() runs
      flCa   *string
      flCert *string
      flKey  *string
      flHosts []string
)

func init() {
      flCa =flag.String([]string{"-tlscacert"}, filepath.Join(dockerCertPath,defaultCaFile), "Trust only remotes providing a certificate signed by theCA given here")
      flCert =flag.String([]string{"-tlscert"}, filepath.Join(dockerCertPath,defaultCertFile), "Path to TLS certificate file")
      flKey = flag.String([]string{"-tlskey"},filepath.Join(dockerCertPath, defaultKeyFile), "Path to TLS keyfile")
      opts.HostListVar(&flHosts,[]string{"H", "-host"}, "The socket(s) to bind to indaemon mode\nspecified using one or more tcp://host:port,unix:///path/to/socket, fd://* or fd://socketfd.")
}

看出Docker定义了参数：flVersion、flDaemon、flDebug、flSocketGroup、flEnableCors、flTls、flTlsVerify、flCa、flCert、flKey等。并对大部分参数初始化。

flag参数解析完成两个任务：解析命令行flag参数获得相应的值；非命令行flag参数存入flag.Args()。

2）  处理flag信息并收集Docker Client配置信息

处理flag参数：flVersion、flDebug、flDaemon、flTlsVerify以及flTls；

收集Docker Client配置信息：protoAddrParts(通过flHosts参数获得，作用为提供Docker Client与Server的通信协议以及通信地址)、tlsConfig(通过一系列flag参数获得，如*flTls、*flTlsVerify，作用为提供安全传输层协议的保障)。

flag.Parse()之后代码如下，对解析后的flag参数判断：

      //判断flVersion，显示版本信息  
      if *flVersion {
             showVersion()
             return
      }
      //判断flDebug，创建DEBUG系统环境变量并初始化为“1”
      if *flDebug {
             os.Setenv("DEBUG","1")
      }
     
      //分析flHosts，flHosts是为Docker Client提供连接的host对象，为Docker
      //Server提供需监听的对象。
      if len(flHosts) == 0 {
             defaultHost :=os.Getenv("DOCKER_HOST")
             if defaultHost == "" ||*flDaemon {
                    // If we do not have a host,default to unix socket
                    defaultHost =fmt.Sprintf("unix://%s", api.DEFAULTUNIXSOCKET)
             }
             if _, err :=api.ValidateHost(defaultHost); err != nil {
                    log.Fatal(err)
             }
             flHosts = append(flHosts,defaultHost)
      }
      //判断flDaemon，启动Docker Daemon
      if *flDaemon {
             mainDaemon()
             return
      }
//检验flHosts，通过分割解析出与Docker Server通信的协议与地址//(protoAddParts)，为Docker Client创建的配置信息。
      if len(flHosts) > 1 {
             log.Fatal("Please specify onlyone -H")
      }
      protoAddrParts :=strings.SplitN(flHosts[0], "://", 2)
//创建两个变量：一个为类型是client.DockerCli指针的对象cli，另一个为类型//是tls.Config的对象tlsConfig。tlsConfig对象的创建是为了保障cli在传输数//据的时候，遵循安全传输层协议(TLS)。tlsConfig是可选的配置信息。
      var (
             cli       *client.DockerCli
             tlsConfig tls.Config
      )
      tlsConfig.InsecureSkipVerify = true
      //判断flTlsVerify，确保server段的安全性。
      // If we should verify the server, we needto load a trusted ca
      if *flTlsVerify {
             *flTls = true
             certPool := x509.NewCertPool()
             file, err := ioutil.ReadFile(*flCa)
             if err != nil {
                    log.Fatalf("Couldn‘tread ca cert %s: %s", *flCa, err)
             }
             certPool.AppendCertsFromPEM(file)
             tlsConfig.RootCAs = certPool
             tlsConfig.InsecureSkipVerify =false
      }
      //判断flTls和flTlsVerify，加载及发送client端的证书。
      // If tls is enabled, try to load and sendclient certificates
      if *flTls || *flTlsVerify {
             _, errCert := os.Stat(*flCert)
             _, errKey := os.Stat(*flKey)
             if errCert == nil && errKey== nil {
                    *flTls = true
                    cert, err :=tls.LoadX509KeyPair(*flCert, *flKey)
                    if err != nil {
                           log.Fatalf("Couldn‘tload X509 key pair: %s. Key encrypted?", err)
                    }
                    tlsConfig.Certificates =[]tls.Certificate{cert}
             }
      }

main函数执行到这里，flag命令行参数处理完毕并收集了DockerClient的配置信息。

3）  Docker Client的创建

通过上述获得的Docker Client配置信息，

if *flTls ||*flTlsVerify {
             cli = client.NewDockerCli(os.Stdin,os.Stdout, os.Stderr, protoAddrParts[0], protoAddrParts[1], &tlsConfig)
} else {
             cli = client.NewDockerCli(os.Stdin,os.Stdout, os.Stderr, protoAddrParts[0], protoAddrParts[1], nil)
}

判断flag参数flTls和flTlsVerify，确定是否使用TLS协议保障传输安全性。

创建函数是Client包中的NewDockerCli函数，具体见./docker/api/client/cli.go:

funcNewDockerCli(in io.ReadCloser, out, err io.Writer, proto, addr string,tlsConfig *tls.Config) *DockerCli {
      var (
             isTerminal = false
             terminalFd uintptr
             scheme     = "http"
      )
 
      if tlsConfig != nil {
             scheme = "https"
      }
 
      if in != nil {
             if file, ok := out.(*os.File); ok {
                    terminalFd = file.Fd()
                    isTerminal =term.IsTerminal(terminalFd)
             }
      }
 
      if err == nil {
             err = out
      }
      return &DockerCli{
             proto:      proto,      //传输协议
             addr:       addr,       //host的目标地址
             in:         in,
             out:        out,
             err:        err,
             isTerminal: isTerminal,
             terminalFd: terminalFd,
             tlsConfig:  tlsConfig,   //安全传输层协议的配置
             scheme:     scheme,
      }
}

通过调用NewDockerCli函数，程序最终完成了创建Docker Client，并返回main函数继续执行。

2、  命令执行

Docker Client创建完毕，然后分析解析放入flag.Args()的请求参数，最后发送给Docker Server。

1）  Docker Client解析请求命令

解析并处理完flag信息之后，main函数将解析存入flag.Args()中的请求参数

if err :=cli.Cmd(flag.Args()...); err != nil {
             if sterr, ok :=err.(*utils.StatusError); ok {
                    if sterr.Status !="" {
                           log.Println(sterr.Status)
                    }
                    os.Exit(sterr.StatusCode)
             }
             log.Fatal(err)
      }

解析请求参数的函数是cli对象的Cmd函数。./docker/api/client/cli.go的Cmd函数：

// Cmdexecutes the specified command
func (cli*DockerCli) Cmd(args ...string) error {
      if len(args) > 0 {
             method, exists :=cli.getMethod(args[0])
             if !exists {
                    fmt.Println("Error:Command not found:", args[0])
                    returncli.CmdHelp(args[1:]...)
             }
             return method(args[1:]...)
      }
      return cli.CmdHelp(args...)
}

首先判断请求参数长度，然后通过args[0]获取具体method，如果存在则调用该方法处理后面的请求参数。

2）  Docker Client执行请求命令

不同的请求参数的执行方法不同，但流程大致相同，以”docker pull ubuntu”为例讲解。

func (cli*DockerCli) CmdPull(args ...string) error {
      cmd := cli.Subcmd("pull","NAME[:TAG]", "Pull an image or a repository from theregistry")
      tag := cmd.String([]string{"#t","#-tag"}, "", "Download tagged image in arepository")
      if err := cmd.Parse(args); err != nil {
             return nil
      }
 
      if cmd.NArg() != 1 {
             cmd.Usage()
             return nil
      }
      var (
             v      = url.Values{}
             remote = cmd.Arg(0)
      )
 
      v.Set("fromImage", remote)
 
      if *tag == "" {
             v.Set("tag", *tag)
      }
 
      remote, _ =parsers.ParseRepositoryTag(remote)
      // Resolve the Repository name from fqn tohostname + name
      hostname, _, err :=registry.ResolveRepositoryName(remote)
      if err != nil {
             return err
      }
 
      cli.LoadConfigFile()
 
      // Resolve the Auth config relevant forthis server
      authConfig := cli.configFile.ResolveAuthConfig(hostname)
 
      pull := func(authConfigregistry.AuthConfig) error {
             buf, err :=json.Marshal(authConfig)
             if err != nil {
                    return err
             }
             registryAuthHeader := []string{
                    base64.URLEncoding.EncodeToString(buf),
             }
 
             return cli.stream("POST","/images/create?"+v.Encode(), nil, cli.out, map[string][]string{
                    "X-Registry-Auth":registryAuthHeader,
             })
      }
 
      if err := pull(authConfig); err != nil {
             if strings.Contains(err.Error(),"Status 401") {
                    fmt.Fprintln(cli.out,"\nPlease login prior to pull:")
                    if err :=cli.CmdLogin(hostname); err != nil {
                           return err
                    }
                    authConfig :=cli.configFile.ResolveAuthConfig(hostname)
                    return pull(authConfig)
             }
             return err
      }
 
      return nil
}

整个Docker源代码运行流程图：

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