自己动手写Docker系列 -- 5.8实现容器制定环境变量运行

简介

在上篇中我们实现了将不同的容器独立进行隔离，并进行独立打包，本篇中将实现启动容器时指定环境变量，让容器内运行的程序可以使用外部传递的环境变量

源码说明

同时放到了Gitee和Github上，都可进行获取

• Gitee: https://gitee.com/free-love/docker-demo
• GitHub: https://github.com/lw1243925457/dockerDemo

本章节对应的版本标签是：5.8，防止后面代码过多，不好查看，可切换到标签版本进行查看

代码实现

实现该功能的主要思路如下：

直接使用系统函数即可：os.Environ()，在容器启动的时候进行传入，后面就可以在系统中进行获取

但exec命令存在问题，进入后不能得到环境变量

exec命令其实是mydocker发起的另外一个进程，这个进程的父进程其实是宿主机的，并不是容器内的。
因为在Cgo里面使用了setns系统调用，才使得这个进程进入到了容器内的命名空间，但是由于环境变量是继承自父进程的，因此这个exec进程的环境变量其实是继承自宿主机的，所以在exec进程内看到的环境变量其实是宿主机的环境变量。
但是，只要是容器内PID为1的进程，创建出来的进程都会继承它的环境变量

系统启动时环境变量传入

增加-e相关的命令

var RunCommand = cli.Command{
	Name:  "run",
	Usage: `Create a container with namespace and cgroups limit mydocker run -ti [command]`,
	Flags: []cli.Flag{
		......
		cli.StringSliceFlag{
			Name:  "e",
			Usage: "set environment",
		},
	},
	/*
		这里是run命令执行的真正函数
		1.判断参数是否包含command
		2.获取用户指定的command
		3.调用Run function 去准备启动容器
	*/
	Action: func(context *cli.Context) error {
		......
		// 获取并传入
		envSlice := context.StringSlice("e")
		run.Run(tty, detach, cmdArray, resConfig, volume, containerName, envSlice)
		return nil
	},
}

继续传入初始化函数

func Run(tty, detach bool, cmdArray []string, config *subsystem.ResourceConfig, volume, containerName string, envSlice []string) {
	......
	parent, writePipe := container.NewParentProcess(tty, containerName, rootUrl, mntUrl, volume, envSlice)
	if err := parent.Start(); err != nil {
		log.Error(err)
		// 如果fork进程出现异常，但有相关的文件已经进行了挂载，需要进行清理，避免后面运行报错时，需要手工清理
		deleteWorkSpace(rootUrl, mntUrl, volume, containerName)
		return
	}
	......
}

调用系统函数，直接注入进去

func NewParentProcess(tty bool, containerName, rootUrl, mntUrl, volume string, envSlice []string) (*exec.Cmd, *os.File) {
	......
	
	// 将管道的一端传入fork的进程中
	cmd.ExtraFiles = []*os.File{readPipe}
	if err := newWorkSpace(rootUrl, mntUrl, volume, containerName); err != nil {
		log.Errorf("new work space err: %v", err)
		return nil, nil
	}
	cmd.Dir = mntUrl
	// 直接添加环境变量到系统中
	cmd.Env = append(os.Environ(), envSlice...)
	return cmd, writePipe
}

exec改造

exec改造适配，在run的时候重新注入下环境变量

func ExecContainer(containerName string, commandArray []string) error {
	......

	// 获取环境变量，重新注入
	envs, err := getEnvsByPid(pid)
	if err != nil {
		return err
	}
	cmd.Env = append(os.Environ(), envs...)

	if err := cmd.Run(); err != nil {
		return fmt.Errorf("exec container %s err: %v", containerName, err)
	}
	return nil
}

环境变量的获取就是读取正在运行的容器进行，得到其对应的环境变量

func getEnvsByPid(pid string) ([]string, error) {
	path := fmt.Sprintf("/proc/%s/environ", pid)
	contentBytes, err := ioutil.ReadFile(path)
	if err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("read file %s err: %v", path, err)
	}
	return strings.Split(string(contentBytes), "\u0000"), nil
}

测试运行

我们启动一个前台和一个后台的容器，分开查看下：

root@lw-Code-01-Series-PF5NU1G  ~/code/go/dockerDemo   main ● ↑1  go build mydocker/main.go                                                                               SIG(127) ↵  ⚡  513  06:35:19
root@lw-Code-01-Series-PF5NU1G  ~/code/go/dockerDemo   main ● ↑1  ./main run -ti -e bird=123 sh                                                                                    ✔  ⚡  514  06:35:21
{"level":"info","msg":"memory cgroup path: /sys/fs/cgroup/memory/mydocker-cgroup","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
{"level":"info","msg":"memory cgroup path: /sys/fs/cgroup/memory/mydocker-cgroup","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
{"level":"info","msg":"all command is : sh","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
{"level":"info","msg":"parent process run","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
{"level":"info","msg":"init come on","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
{"level":"info","msg":"current location: /home/lw/code/go/dockerDemo/mnt","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
{"level":"info","msg":"find path: /bin/sh","time":"2022-04-14T06:35:28+08:00"}
/ # env |grep bird
bird=123
/ # exit

 root@lw-Code-01-Series-PF5NU1G  ~/code/go/dockerDemo   main ● ↑1  ./main run -d -e bird=123 -name bird top                                                                SIG(127) ↵  ⚡  515  06:35:58
{"level":"info","msg":"memory cgroup path: /sys/fs/cgroup/memory/mydocker-cgroup","time":"2022-04-14T06:36:14+08:00"}
{"level":"info","msg":"memory cgroup path: /sys/fs/cgroup/memory/mydocker-cgroup","time":"2022-04-14T06:36:14+08:00"}
{"level":"info","msg":"all command is : top","time":"2022-04-14T06:36:14+08:00"}
{"level":"info","msg":"parent process run","time":"2022-04-14T06:36:14+08:00"}
root@lw-Code-01-Series-PF5NU1G  ~/code/go/dockerDemo   main ● ↑1  ./main exec bird env |grep bird                                                                         SIG(127) ↵  ⚡  516  06:36:15
bird=123