容器是什么？
在我看来，容器就是一种特殊的进程。
想象一下，我们在运行一段程序时发生了什么？大体的过程可以分为如下几步：
- 操作系统从程序中读取数据，将数据加载到内存中待命；
- 操作系统从程序中读取指令，指示 CPU 完成操作；
- CPU 与内存写作进行数据处理，同时，使用寄存器存放数值，使用内存堆栈保存执行的命令和变量；
- 计算机中相关的文件和 I/O 设备更新状态；
进程是资源分配的最小单位。在上面的过程中，一旦“程序”被执行，它就从磁盘上的二进制文件，变成了计算机内存中的数据、寄存器里的值、堆栈中的指令、被打开的文件，以及各种设备的状态信息的一个集合。像这样一个程序运行起来后的计算机执行环境的总和，就是一个进程。
而容器技术的核心功能，就是通过约束和修改进程的动态表现，从而为其创造一个“边界”。
对于进程而言，它所能使用的资源就是宿主机为它分配的资源，一般来说，就是整个宿主机所有的资源，而它的进程视图，也就是宿主机内所有进程的运行状态，对于资源管理来说，这是一种非常简单粗暴的方式。有时候，我们想要对资源进行管理，比如，我们想要为进程 A 分配指定大小的资源，首先，我们可以采用在程序内指定数值的方式进行控制，但是这样一来，第一，增加了开发的成本，第二，修改起来也比较麻烦，这时候，使用容器进行管理就方便多了。那么，容器是如何做到的呢？
容器有两个非常关键的技术，一个叫做 Cgroups 技术，用来制造约束，另一个叫做 Namespace 技术，用来修改进程视图。
首先，我们来介绍 Namespace 技术。假设，我们现在宿主机上用容器运行一个程序，在宿主机上，我们看到，容器的进程 ID 是 N，而在容器中，我们会发现，程序的进程 ID 是 1，即对于程序而言，它是这个容器的第一个进程，假设现在我们的用户量增加了，需要创建一个新的进程，当我们用 clone() 系统调用一个新的进程，会发现，这个新的进程的进程 ID 也是 1，即在容器中运行了两个相同的进程 ID，这在真实的宿主机中当然不可能，但是在容器中，却可以通过 Namespace 技术修改进程视图。值得一提的是，除了 PID Namespace，Linux 操作系统还提供了 Mount、Uts、IPC、Network Namespace 和 User Namespace，用来对各种不同的进程上下文进行修改。
接下来，我们来介绍 Cgroups 技术。首先，我们来介绍容器的“隔离”。前面我们讲到，容器就是一种特殊的进程，这个特殊的进程相比于传统的虚拟机，额外的资源占用几乎为零，这就确保了容器化的“敏捷”和“高性能”，但是，也正因为容器只是一种特殊的进程，所以不同容器必须同享同一个宿主机的操作系统内核。其次，在 Linux 内核中，有很多资源和对象是不能被 Namespace 化的，最典型的例子就是：时间。最后，也是最重要的，在生产环境中，不能确保运行在物理机的 Linux 容器的安全性，或者说，确保安全性的成本过高，因此，最好不要把 Linux 容器直接暴露到公网上。接着，我们来介绍容器的“限制”。Linux Cgroups 的全称是 Linux Control Group，它最主要的作用是限制一个进程组能够使用的资源上限，包括 CPU、内存、磁盘、网络带宽等等。其中，CPU 子系统能够限制 CPU 的使用率，blkio 用于为磁盘等设备设定 I/O 限制，cpuset 为进程分配单独的 CPU 核和对应的内存节点，memory 为进程设定内存使用的限制。
最后，一个正在运行的 Docker 容器，其实就是一个启用了多个 Linux Namespace 的应用进程，而这个进程能够使用的资源量，则受 Cgroups 配置的限制。可以说，容器就是一个“单进程”模型，在一个容器中，你没办法同时运行两个不同的应用，除非你能事先找到一个公共的 PID=1 的程序来充当两个不同应用的父进程。
