Docker Client创建和命令执行

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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

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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

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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 )

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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：

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//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，

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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:

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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

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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：

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// 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。

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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：