简单介绍Namespace、CGroups及AFUS
写在前面
《如何用一个例子上手docker》这篇文章里通过一个例子上手Docker的基本使用，大家应该对Docker的使用有了一个基础的认识。那么，Docker这么牛x的东西，使用了哪些技术实现的呢？
严格意义上来说，Docker并不是一门新的技术，而是几种虚拟化技术的结合；或者说是Docker的存在，使得几种虚拟化技术的使用更简单，这才掀起了一阵不小的容器浪潮。
Namespace、CGroup与AUFS
Linux中的Namespace技术
linux中的Namespace是Kernel中用来分割内核资源的一个特性功能。命名空间A中的进程看到的资源与命名空间B中的进程看到的资源是不一样的。主要作用是隔离一系列的系统资源，比如PID（Process ID）、用户空间、网络等。
LInux的Namespace分不同的种类，有 Mount (2.4.19)、UTS (2.6.19)、IPC (2.6.19)、PID (2.6.24)、Network (2.6.29)、User (3.8)等几种（括号中为引入的版本号），而且各自在Linux内核中引入的时间是不一样的。
这就使得在新声明一个进程P时，如果只指定了CLONE_NEWPID的命名空间，那么Mount、Network、UTS等维度的资源进程P所看到的与父进程所看到的是一致的。如果想声明一个洁净的环境，可以通过 CLONE_NEWPID|CLONE_NEWUTS|CLONE_NEWIPC...类似的方式显式指定，这时候生成的子进程P1只能看到自己的资源，看不到父进程所在命名空间的资源了；假如父进程用相同的方法创建了子进程P2，P1与P2之间逻辑上也是隔离互不可见的。
Linux中的CGroup技术
使用Linux的Namespace技术从逻辑上为新创建的进程隔离了各种资源，但是新创建的进程共享同一份物理资源，比如CPU、内存、网络等。大家使用同一份资源，如果不加限制就有可能所有的资源（比如CPU）被同一个命名空间的进程耗尽，这就失去命名空间的意义了。
好在有Control Groups（简称CGroups）技术。
基本上可以这么理解CGroups：一个CGroups就像是一个资源池，可以为它增加不同维度的资源限制（比如cpu时间、内存大小等）；加入到这个资源池中的进程，在申请资源时都会首先检查配额，相对于资源限定值是否有空闲的资源，有则获取得到资源，没有则等待直至其他进程释放资源然后获取资源。
AUFS
aufs的全称是advanced multi-layered unification filesystem，主要的功能是把多个文件夹的内容合并到一起，提供一个统一的视图。简单来讲，就是把不同物理位置的目录合并到同一个目录中。
AUFS有几个特点：
- AUFS 是一种联合文件系统，它把若干目录按照顺序和权限 mount 为一个目录并呈现出来。
- 默认情况下，只有第一层（第一个目录）是可写的，其余层是只读的。
- 增加文件：默认情况下，新增的文件都会被放在最上面的可写层中。
- 删除文件：因为底下各层都是只读的，当需要删除这些层中的文件时，AUFS 使用 whiteout 机制，它的实现是通过在上层的可写的目录下建立对应的whiteout隐藏文件来实现的（现在知道在Dockerfile里增加一条删除语句最终镜像也不会变小的原因了吧）。
- 修改文件：AUFS 利用其 CoW （copy-on-write）特性来修改只读层中的文件。AUFS 工作在文件层面，因此，只要对只读层中的文件做修改，不管修改数据的量的多少，在第一次修改时，文件都会被拷贝到可写层然后再被修改。
- 节省空间：AUFS 的 CoW 特性能够允许在多个容器之间共享分层，从而减少物理空间占用。
- 查找文件：AUFS 的查找性能在层数非常多时会出现下降，层数越多，查找性能越低，因此，在制作 Docker 镜像时要注意层数不要太多。
- 性能：AUFS 的 CoW 特性在写入大型文件时第一次会出现延迟。
了解了AUFS的几个特点后，基本上Docker镜像的一些特点也就显而易见了。
小结
本文主要介绍了Docker中的三项主要技术：Namespace、CGroups以及AUFS。了解了基本原理，就能自然而然地理解容器的运行机制，应该能更好地理解它的使用。
受篇幅的影响，本文的内容只讲了大体的思路，可以考虑浏览参考中的文章试着挖掘更为具体的实现细节。
参考
- Docker 核心技术与实现原理 比较详细地较少docker所使用的技术
- 自己动手写Docker 这是一本书，把docker用golang重写了一遍；技术背景讲的不是很多，但是实践性很强的一本书。
- Linux namespaces - Wikipedia
- CGroup 介绍、应用实例及原理描述 介绍了CGroup的原理
- 理解Docker之Docker 存储 - AUFS
