RunC到底是干啥的

参考文献:
https://www.cnblogs.com/sparkdev/p/9032209.html
https://github.com/opencontainers/runc

1、RunC 是什么?

RunC 是一个轻量级的工具,它是用来运行容器的,只用来做这一件事,并且这一件事要做好。
我们可以认为它就是个命令行小工具,可以不用通过 docker 引擎,直接运行容器。
事实上,runC 是标准化的产物,它根据 OCI 标准来创建和运行容器。
而 OCI(Open Container Initiative)组织,旨在围绕容器格式和运行时制定一个开放的工业化标准

2、安装 runC

RunC 是用 golang 创建的项目,因此编译它之前需要在本地安装 golang 的开发环境。
Golang 的安装请参考《打造 golang 开发环境》一文,这里不再赘述。

2.1、安装安全计算模型 libseccomp

RunC 默认的编译配置是支持 seccomp 的,所以我们需要先安装libseccomp,
如果是centos系统的话,就安装 libseccomp-devel:

yum install -y libseccomp-devel

如果是ubuntu系统,就安装libseccomp-dev:

sudo apt install libseccomp-dev

seccomp 的全称为 secure computing mode,即安全计算模型,这是 Linux 内核提供的功能。我们可以通过它来限制容器中进程的行为。关于 seccomp 的更多内容,请参考 Seccomp security profiles for Docker

2.2、获取 runC 的代码

先创建 $GOPATH/src/github.com 目录:

mkdir -p $GOPATH/src/github.com

通过 go get 命令就可以从 github 上下载到 runC 的代码,但是要保证事先安装了 git:

go get github.com/opencontainers/runc

然后进入 $GOPATH/src/github.com/opencontainers/runc 目录,并 checkout 最新的稳定状态的代码 tag v1.0.0-rc9:


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2.3、编译并安装

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runc被默认安装在了:


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至此,runC 就算是安装成功了。

3、准备 OCI bundle

RunC 是运行容器的运行时,它负责利用符合标准的文件等资源运行容器,但是它不包含 docker 那样的镜像管理功能。
所以要用 runC 运行容器,我们先得准备好容器的文件系统。

所谓的OCI bundle就是指容器的文件系统和一个 config.json文件。

有了容器的文件系统后我们可以通过 runc spec 命令来生成 config.json 文件。
使用 docker 可轻松的生成容器的文件系统,因为 runC 本来就是 docker 贡献给社区的嘛!

下面我们准备一个运行 busybox 容器所需的文件系统:

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现在 rootfs 目录下就是 busybox 镜像的文件系统,然后生成 config.json 文件:

runc spec

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如果直接使用生成的 config.json,接下来的演示不会太流畅,所以简单起见,我们稍微修改一下刚刚生成的 config.json 文件。
就是把 "terminal": true 改为 false,把 "args": ["sh"] 改为 "args": ["sleep", "30"]:
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4、理解容器状态转移

在运行 busybox 容器前让我们先来看看 OCI 都定义了哪几种容器状态,以及这些状态是如何转移的。
先看容器的状态:

  • creating:使用 create 命令创建容器,这个过程称为创建中。
  • created:容器已经创建出来,但是还没有运行,表示镜像文件和配置没有错误,容器能够在当前平台上运行。
  • running:容器里面的进程处于运行状态,正在执行用户设定的任务。
  • stopped:容器运行完成,或者运行出错,或者 stop 命令之后,容器处于暂停状态。这个状态,容器还有很多信息保存在平台中,并没有完全被删除。
  • paused:暂停容器中的所有进程,可以使用 resume 命令恢复这些进程的执行。

下图则是对容器不同状态间转移的一个粗略描述:


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5、RunC 命令

要想了解 runC 都能干什么,最好是通过它提供的命令来操作容器。下面是笔者整理的 runC 命令的主要使用场景。

5.1、查看帮助

runc -h 

5.2、查看子命令的帮助

runc help subcommand

5.3、使用 create 命令创建容器

进入到 /tmp/mycontainer 目录中:

cd /tmp/mycontainer

然后创建名为 mybusybox 的容器:

runc create mybusybox

5.4、使用 list 命令查看当前存在的容器

runc list
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5.5、使用 state 命令查看容器的状态

runc state mybusybox
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注意图中的 "status": "created",当通过 create 成功创建了容器后,容器的状态就是 "created"。

5.6、使用 ps 命令看看容器内运行的进程

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此时 mybusybox 容器内有一个名为 init 的进程在运行。

5.7、使用 start 命令执行容器中定义的任务

runc start mybusybox
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5.8、使用 exec 命令在容器中执行命令

通过 exec 命令我们可以在处于 created 状态和 running 状态的容器中执行命令:

runc exec mybusybox ls

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当容器中的用户任务结束后,容器会变成 stopped 状态,这时就不能再通过 exec 执行其它的命令了。
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5.9、使用 delete 命令删除容器

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5.10、使用 run 命令创建并运行容器

就像 docker run 命令一样,它会创建容器并运行容器中的命令:

runc runc mybusybox

当容器中的命令退出后容器随即被删除

5.11、使用 kill 命令停止容器中的任务

如果要停止一个容器中正在运行的任务,可以使用 kill 命令:

runc kill mybusybox

默认它会优雅的结束容器中的进程,但是碰到特殊情况,你就得使用终极信号 9:

runc kill mybusybox 9

5.12、使用 pause 命令暂停容器中的所有进程

我们先启动容器 mybusybox,然后用 pause 命令暂停它:

runc pause mybusybox

执行 pause 命令后,容器的状态由 running 变成了 paused。然后我们再通过 resume 命令恢复容器中进程的执行:

runc resume mybusybox

此时容器的状态又恢复到了 running。

5.13、使用 events 命令获取容器的资源使用情况

events 命令能够向我们报告容器事件及其资源占用的统计信息:


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5.14、rootless containers

前面我们运行的所有命令都是以 root 权限执行的。能不能以普通用户的权限运行容器呢?答案是可以的,并被称为 rootless。要想以 rootless 的方式运行容器,需要我们在生成容器的配置文件时就为 spec 命令指定 rootless 参数:

runc spec --rootless

并且在运行容器时通过 --root 参数指定一个存放容器状态的路径:

runc --root /tmp/runc run mybusybox

6、容器的热迁移操作

RunC 支持容器的热迁移操作,所谓热迁移就是将一个容器进行 checkpoint 操作,并获得一系列文件,使用这一系列文件可以在本机或者其他主机上进行容器的 restore 工作。这也是 checkpoint 和 restore 两个命令存在的原因。
热迁移属于比较复杂的操作,目前 runC 使用了 CRIU 作为热迁移的工具。
RunC 主要是调用 CRIU(Checkpoint and Restore in Userspace)来完成热迁移操作。
CIRU 负责冻结进程,并将作为一系列文件存储在硬盘上。
并负责使用这些文件还原这个被冻结的进程。

7、总结

RunC 作为标准化容器运行时的一个实现目前已经被 docker 内置为默认的容器运行时。
相信随着 runC 自身的成熟和完善会有越来越多的大厂把 runC 作为默认的容器运行时。

可以看出来RunC负责容器创建,启动,停止,删除等业务全是由RunC来负责的,
镜像相关的业务,这里并不负责。