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手写docker:你先玩转namespace再来吧

news 2025/7/4 10:25:26

哈喽，我是子牙老师。今天咱们聊聊Linux namespace

瓦特？你没听过namespace？那有必要科普一下了：namespace是Linux内核提供的一种软件性质的资源隔离机制。容器化技术，比如docker，就是基于这样的机制实现的。namespace，是docker依赖的最核心的技术。如果没有namespace，就没有容器化技术，也就没有云原生
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甚至可以说，如果没有namespace，云计算都将不复存在
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你现在应该知道namespace对今天这个科技世界的重要性了，那你想不想深入了解一下它：

namespace资源隔离，听起来很抽象，有木有？如何具象理解namespace是如何实现资源隔离的？实现了哪些资源的隔离？
所有的进程有默认的namespace吗？还是不配置就没有？
如何给进程配置namespace
如何从用户态查看进程的namespace
如何从内核态查看进程的namespace
docker exec与namespace的关系

正文开始，enjoy

如果现实中有namespace

比如你爸买了个大house，内部是这样的
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过了N年，你生了好几个娃，娃都长大了，一个厕所、厨房不够用了，开始改造大house
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Linux namespace差不多就是这种感觉，如果你没有给进程创建新的namespace的时候，所有的进程都在默认的namespace中
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如果你给进程100设置了PID namespace，这时候就变成这样了
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默认PID namespace中的进程100（100是进程的PID哦），在新的PID namespace中，就变成了PID为1的进程

你以为namespace的功能就只是这样了吗？那你就
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它还支持套娃！啥意思呢？如图
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什么意思呢？就是容器，是可以嵌套的！就问你牛不牛？

你是不是想问：那能嵌套多少层呢？答案是：无限层！

嗯，写这玩意的哥们一定是个渣男吧！不够专一！如果我来写，我肯定不支持嵌套，这样我肯定是万千女程序员的理想型！

进程默认namespace

现在我们已经知道进程有默认的namespace，如何查看呢？我们先从用户态查看
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后面的数字是啥？inode number。底层是通过vfs inode将文件与namespace相关联的

再从内核态查看每个进程的namespace。了解Linux的都知道，Linux中的所有进程都是1号进程的子孙进程，言外之意就是所有进程都会继承1号进程的namespace，来看看是不是这么回事

先看1号进程的namespace信息
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再看2号进程的namespace，你会发现是一样的
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这时候再看我写的docker进程，因为它底层实现了namespace隔离，所以是不一样的
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进程默认的namespace是怎么来的？init_task是0号进程，俗称Linux的始祖进程
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对了，你是不是想问：如何从Linux内核态查看namespace？这个你得写内核驱动。这是我准备做的另外一件事：我在研究Linux内核的过程中，写了很多针对查看Linux内核、控制Linux内核的功能，等写到一定程度，我会分享给大家使用。

进程定制不一样的namespace

那如何为进程设置namespace呢？两种方式：
1、可以通过使用函数clone创建进程实现
2、如果是通过fork创建的子进程，通过使用函数unshare为进程配置新的namespace
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这两种方式，在docker实现中，都会用到

docker exec底层本质

看到这里，你应该知道答案了吧，你进入对应进程的namespace，就相当于进入了进程
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给你个没有答案的问题：如果进程A实现了所有namespace：UTC、IPC、PID、USER、NET、FS，进程B只进入其中的一直可不可以？会带来什么问题？

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