Release v1.5.0: Restructure chapters and update for Docker v30.x

2026-03-10 11:54:37 +00:00 · 2026-02-04 22:12:38 -08:00
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commit fdb879dcf2
304 changed files with 1314 additions and 364 deletions
--- a/02_basic_concept/container.md
+++ b/02_basic_concept/container.md
@@ -0,0 +1,246 @@
+# Docker 容器
+
+## 一句话理解容器
+
+> **容器是镜像的运行实例。如果把镜像比作程序，那么容器就是进程。**
+
+用面向对象编程的术语来说：**镜像是类（Class），容器是对象（Instance）**。
+
+- 一个镜像可以创建多个容器
+- 每个容器相互独立，互不影响
+- 容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停
+
+## 容器的本质
+
+> 💡 **笔者认为，理解这一点是理解 Docker 的关键**
+
+**容器的本质是一个特殊的进程。**
+
+```
+┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
+│                     普通进程                                 │
+│  • 与其他进程共享系统资源                                     │
+│  • 可以看到其他进程                                          │
+│  • 共享网络和文件系统                                         │
+└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
+
+┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
+│                     容器进程                                 │
+│  ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │
+│  │  • 有自己的进程空间（看不到宿主机上的其他进程）           │ │
+│  │  • 有自己的网络（独立 IP、端口）                         │ │
+│  │  • 有自己的文件系统（独立的 root 目录）                  │ │
+│  │  • 有自己的用户（容器内的 root ≠ 宿主机的 root）         │ │
+│  └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
+│     但仍然运行在宿主机的内核上                                │
+└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
+```
+
+这种隔离是通过 Linux 内核的 **Namespace** 技术实现的。
+
+## 容器 vs 虚拟机：核心区别
+
+很多初学者会混淆容器和虚拟机。笔者用一张图来说明：
+
+```
+虚拟机                              容器
+┌───────────────────────┐          ┌───────────────────────┐
+│   App A    │   App B  │          │   App A    │   App B  │
+├────────────┼──────────┤          ├────────────┼──────────┤
+│ Guest OS   │ Guest OS │          │ Container  │ Container│
+│ (完整系统) │ (完整系统)│          │  (仅应用)   │  (仅应用) │
+├────────────┴──────────┤          └────────────┴──────────┤
+│      Hypervisor       │          │     Docker Engine     │
+├───────────────────────┤          ├───────────────────────┤
+│       Host OS         │          │       Host OS         │
+├───────────────────────┤          ├───────────────────────┤
+│      Hardware         │          │      Hardware         │
+└───────────────────────┘          └───────────────────────┘
+每个 VM 运行完整 OS                  所有容器共享宿主机内核
+```
+
+| 特性 | 容器 | 虚拟机 |
+|------|------|--------|
+| **隔离级别** | 进程级（Namespace） | 硬件级（Hypervisor） |
+| **启动时间** | 秒级（甚至毫秒） | 分钟级 |
+| **资源占用** | MB 级别 | GB 级别 |
+| **性能损耗** | 几乎为零 | 5-20% |
+| **内核** | 共享宿主机内核 | 各自独立内核 |
+
+## 容器的存储层
+
+### 镜像层 + 容器层
+
+当容器运行时，Docker 会在镜像的只读层之上创建一个**可写层**（容器存储层）：
+
+```
+┌─────────────────────────────────────────────┐
+│       容器存储层（可读写）                    │ ← 容器运行时创建
+│  运行时产生的文件变化记录在这里                │
+├─────────────────────────────────────────────┤
+│       镜像第 N 层（只读）                     │
+├─────────────────────────────────────────────┤
+│       镜像第 N-1 层（只读）                   │
+├─────────────────────────────────────────────┤
+│           ...                               │
+├─────────────────────────────────────────────┤
+│       镜像第 1 层（只读）                     │ ← 基础镜像层
+└─────────────────────────────────────────────┘
+```
+
+### Copy-on-Write（写时复制）
+
+当容器需要修改镜像层中的文件时：
+
+1. Docker 将该文件**复制**到容器存储层
+2. 在容器层中进行修改
+3. 原始镜像层保持不变
+
+```
+读取文件：直接从镜像层读取（共享，高效）
+修改文件：复制到容器层，然后修改（只有这个容器能看到修改）
+```
+
+### ⚠️ 容器存储层的生命周期
+
+> **笔者特别强调**：这是新手最容易踩的坑！
+
+**容器存储层与容器生命周期绑定。容器删除，数据就没了！**
+
+```bash
+# 创建容器，写入数据
+$ docker run -it ubuntu bash
+root@abc123:/# echo "important data" > /data.txt
+root@abc123:/# exit
+
+# 删除容器
+$ docker rm abc123
+
+# 数据丢了！没有任何办法恢复！
+```
+
+### 正确的数据持久化方式
+
+按照 Docker 最佳实践，容器存储层应该保持**无状态**。需要持久化的数据应该使用：
+
+| 方式 | 说明 | 适用场景 |
+|------|------|---------|
+| **[数据卷（Volume）](../07_data_network/data/volume.md)** | Docker 管理的存储 | 数据库、应用数据 |
+| **[绑定挂载（Bind Mount）](../07_data_network/data/bind-mounts.md)** | 挂载宿主机目录 | 开发时共享代码 |
+
+```bash
+# 使用数据卷（推荐）
+$ docker run -v mydata:/var/lib/mysql mysql
+
+# 使用绑定挂载
+$ docker run -v /host/path:/container/path nginx
+```
+
+这些位置的读写**会跳过容器存储层**，直接写入宿主机，性能更好，也不会随容器删除而丢失。
+
+## 容器的生命周期
+
+```
+                ┌──────────────────────────────────────────────────┐
+                │                  容器生命周期                     │
+                └──────────────────────────────────────────────────┘
+
+    docker create           docker start           docker stop
+         │                       │                      │
+         ▼                       ▼                      ▼
+    ┌─────────┐            ┌─────────┐            ┌─────────┐
+    │ Created │───────────▶│ Running │───────────▶│ Stopped │
+    └─────────┘            └─────────┘            └─────────┘
+         │                       │                      │
+         │                       │ docker pause         │
+         │                       ▼                      │
+         │                 ┌─────────┐                  │
+         │                 │ Paused  │                  │
+         │                 └─────────┘                  │
+         │                       │                      │
+         │        docker rm      │     docker rm        │
+         └───────────────────────┴──────────────────────┘
+                                 │
+                                 ▼
+                           ┌──────────┐
+                           │ Deleted  │
+                           └──────────┘
+```
+
+### 常用生命周期命令
+
+```bash
+# 创建并启动容器（最常用）
+$ docker run nginx
+
+# 分步操作
+$ docker create nginx    # 创建容器（不启动）
+$ docker start abc123    # 启动容器
+
+# 停止容器
+$ docker stop abc123     # 优雅停止（发送 SIGTERM，等待后发送 SIGKILL）
+$ docker kill abc123     # 强制停止（直接发送 SIGKILL）
+
+# 暂停/恢复（不常用，但有时有用）
+$ docker pause abc123    # 暂停容器内所有进程
+$ docker unpause abc123  # 恢复
+
+# 删除容器
+$ docker rm abc123       # 删除已停止的容器
+$ docker rm -f abc123    # 强制删除运行中的容器
+```
+
+## 容器与进程的关系
+
+> **核心概念**：容器的生命周期 = 主进程（PID 1）的生命周期
+
+```bash
+# 主进程运行，容器运行
+# 主进程退出，容器停止
+```
+
+这就是为什么：
+
+```bash
+# 这个容器会立即退出（bash 没有输入就退出了）
+$ docker run ubuntu
+
+# 这个容器会持续运行（nginx 作为守护进程持续运行）
+$ docker run nginx
+```
+
+详细解释请参考[后台运行](../05_container/daemon.md)章节。
+
+## 容器的隔离性
+
+Docker 容器通过以下 Namespace 实现隔离：
+
+| Namespace | 隔离内容 | 效果 |
+|-----------|---------|------|
+| **PID** | 进程 ID | 容器内 PID 1 是应用进程，看不到宿主机其他进程 |
+| **NET** | 网络 | 独立的网络栈、IP 地址、端口 |
+| **MNT** | 文件系统 | 独立的根目录和挂载点 |
+| **UTS** | 主机名 | 独立的主机名和域名 |
+| **IPC** | 进程间通信 | 独立的信号量、消息队列 |
+| **USER** | 用户 | 独立的用户和组 ID |
+
+> 想深入了解？请阅读[底层实现 - 命名空间](../13_implementation/namespace.md)。
+
+## 本章小结
+
+| 概念 | 要点 |
+|------|------|
+| **容器是什么** | 镜像的运行实例，本质是隔离的进程 |
+| **容器 vs 虚拟机** | 共享内核，更轻量，但隔离性较弱 |
+| **存储层** | 可写层随容器删除而消失 |
+| **数据持久化** | 使用 Volume 或 Bind Mount |
+| **生命周期** | 与主进程（PID 1）绑定 |
+
+理解了镜像和容器，接下来让我们学习[仓库](repository.md)——存储和分发镜像的服务。
+
+## 延伸阅读
+
+- [启动容器](../05_container/run.md)：详细的容器启动选项
+- [后台运行](../05_container/daemon.md)：理解容器为什么会"立即退出"
+- [进入容器](../05_container/attach_exec.md)：如何操作运行中的容器
+- [数据管理](../07_data_network/README.md)：Volume 和数据持久化详解