浅入浅出docker run命令源码3-containerd续篇_containerd 源码阅读-优快云博客

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1.前情回顾

上一篇我们已经知道如何找到对应的gRPC请求接口的逻辑代码了，但是还没有看具体的代码。
在最初的《浅入浅出docker run命令源码》中

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已知，启动容器还需要启动shim进程以及runc进程。但是具体是如何启动的，还不清楚。这篇文章中，主要解决问题是containerd是如何启动shim、runc进程的。

2.前置知识

接着《浅入浅出docker run命令源码》代码腰斩处继续看dockerd的源码，可知，docker run命令执行的过程中，dockerd与containerd交互时，主要的三个gRPC请求按顺序排列如下：

/containerd.services.containers.v1.Containers/Create创建容器的元数据
/containerd.services.tasks.v1.Tasks/Create启动shim进程，调用runc创建容器环境
/containerd.services.tasks.v1.Tasks/Start 启动任务对应的容器主进程（我们在容器中跑的程序）

很明显我们要关注的是，第2、3个请求。

该篇直接从接口处代码开始，在前面《浅入浅出docker run命令源码2-containerd篇》中已经说明了知道了gRPC请求路径后，如何找到对应的源码，这里不再赘述。

3.Tasks/Create请求源码阅读

在该请求中，containerd会启动一个shim进程，在shim进程中又调用runc去准备好容器启动所需要的namespace环境。

前面有个概念没有说，在containerd中，插件是有类型的，例如service是gRPC插件，local是service插件。在创建gRPC插件的时候，会查找它所依赖的service插件。下面就是负责处理该请求的Tasks插件
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回到正题，该请求是由containerd的tasks插件接收请求并处理，正如前面《浅入浅出docker run命令源码2-containerd篇》中说的，service.go中注册的是gRPC插件，负责对外，真正的处理逻辑在其引用的loacl.go中。

local.Create一眼扫过去，大概就能猜到rtime.Create()就是启动shim进程逻辑的代码入口，左下角是到真正启动shim进程时的调用栈
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3.1部分结构体说明

整个调用的过程，其实就是准备各种参数，为启动shim进程准备。刚看这部分的代码，会有种怎么老是在create或者start什么的，如调用栈中方法名所示。其实这里如果了理解TaskManage、ShimManager、ShimTask、shim这些抽象的意义，代码看起来就很清晰了。

3.1.1 TaskManager

taskManager负责所有容器任务的调度和状态管理。它是上层系统（如 Kubernetes 或 Docker）与 containerd 交互的主要入口，是逻辑层面的抽象。

TaskManager只提供了Create、Delete、Get、Tasks这几个方法，对应了容器的创建、删除、查询单个容器、查询所有容器。
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以Create方法为例，代码折叠后，可以看出TaskManager的逻辑就是

1、先让ShimManager搞个shim
2、创建一个task
3、执行task
没有shim是如何工作的，也没有task是如何工作的逻辑在里面，只负责流程逻辑的串联。只要流程不变，不会影响到TaskManager，我可不管你shim是怎么保存、task是如何实现的。

3.1.2 ShimManager

从前面的TaskManager的实现逻辑来看，ShimManager的定位就是管理容器的。由于containerd为了解耦，通过shim进程来启动容器，而TaskManager又不管事，所以只能搞个 ShimManager来背锅了。ShimManager职责是 shim 进程管理的抽象层，负责启动、监控和销毁 shim，以及与 shim 之间的通信。

如下图所示，管理shim，其实就是对shim这个抽象对象进行CRUD。其他的小写方法是服务于TaskManager的初始化以及关闭时候清理环境等操作的。
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以Start方法为例，可以看到启动前需要先创建一个Bundle对象，然后调用startShim方法返回一个shim对象，最后将shim对象加入到集合中。再看Delete方法中也差不多，具体的实现都是在shim对象中，ShimManager仅仅只是shim对象的维护。
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3.1.3 shimTask与shim

shim记录了shim进程的相关信息，例如runc需要的bundle信息，以及与shim进程通讯用的rpc连接

type shim struct {  
    bundle *Bundle  
    client any  
}

ShimTask是具体任务的实现类，负责单个容器任务的生命周期操作。
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其本质是一个rpc客户端，通过shim的client去完成容器生命周期操作。之所以要弄个shimTask出来，我的理解是containerd中通过shim进程启动容器这逻辑是基本不会变的，因此shim也是基本不变的，其管理功能也是基本不会变的，但容器生命周期操作这些逻辑代码后续可能会变化，为了修改起来更清晰，才搞了shimTask这个东西出来。要是我自己写，可能就直接在shim里面实现草草了事了。。。

shim用ttrpc通信,ttrpc是gRPC为本地通信的优化版本，各个操作对应的请求路径还要再看shimTask的task对象的代码。task是一个 taskClient结构体实例,是ttrpc代码生成的
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3.2 containerd启动shim进程

这里只讲述关于containerd相关的代码，shim进程的代码，请看后续的《浅入浅出docker run命令源码3-shim篇》。

从Tasks/Create入口处跟着代码走，会看到下面代码。这里就是真正去启动一个进程的代码位置
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图中的代码是我为了debug shim进程修改过的，会有些细微不一样，但是圈中的代码是没有改动的。

首先cmd.CombineOutput()中会执行启动shim进程的命令并返回了out对象获取命令的输出。
然后parseStartResponse()会处理输出的内容返回下面的结构体

type BootstrapParams struct {  
	Version int `json:"version"`
	Address string `json:"address"`
	Protocol string `json:"protocol"`}

makeConnection()使用结构体中的Address去连接shim进程得到一个ttrpc连接对象
然后返回一个shim对象给shimManger保存起来，然后再返回给TaskManager。

TaskManager得到shim后会创建一个ShimTask，并用ShimTask向shim进程发出请求

shimTask, err := newShimTask(shim)  
if err != nil {  
    return nil, err  
}  
  
t, err := shimTask.Create(ctx, opts)

在shimTask.Create中会通过ttrpc，让shim进程去干活了
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请求的路径如下，执行服务containerd.task.v2.Task的Create方法
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该请求就是让shim进程去启动runc进程，剩下的逻辑，需要关注的在shim进程的代码里面了。

4.Tasks/Start请求源码阅读

Start方法中，其实就是获取Create方法中创建的shimTask，然后调用它的start方法，最终触发ttrpc请求，让shim进程启动容器，最终返回启动结果给dockerd，涉及的知识点已经在Create方法中写了，这里就不再赘述了。
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5.总结

本来想叫shim篇的，结果发现要把shim进程的逻辑也放这写，感觉还得费不少时间，还是拆开写吧。擦，本来我只是想随便看看docker run的代码,意思一下得了，怎么给我干到这来了。。