CN102439564B - 在Linux容器中启动应用程序的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种在Linux容器中启动应用程序的方法，包括：容器启动进程根据用户输入的命令创建容器，创建第一应用启动进程，并将所述第一应用启动进程放入所述容器中执行；所述第一应用启动进程根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个第二应用启动进程，N为不小于2正整数；所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动所述的N个应用程序，其中每个应用启动进程启动一个应用程序。本发明实施例还提供相应的Linux系统。本发明技术方案采用在容器创建时，创建多个应用启动进程，每个应用启动进程启动一个应用程序的技术方案，使得在容器创建时可以同时启动多个应用程序。

Description

在Linux容器中启动应用程序的方法和系统

技术领域

本发明涉及操作系统技术领域，具体涉及一种在Linux容器中启动应用程序的方法和一种Linux系统。

背景技术

Linux系统中，容器(Container)可以提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源。容器可以有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与其他虚拟化方案相比，既不需要指令级模拟，也不需要即时编译。容器可以在核心中央处理器(CPU)本地运行指令，不需要任何专门的解释机制。避免了准虚拟化(paravirtualization)和系统调用替换中的复杂性。

通过提供一种创建和进入容器的方式，Linux操作系统可以让应用程序就像在独立的机器上运行一样，但又能共享很多底层的资源。容器在提供隔离的同时，还通过共享资源节省开销，容器比真正的虚拟化的开销要小得多。

请参考图1，Linux容器(Linux Container，LXC)根据用户输入的命令，如lxc-start…[command]，启动应用程序，流程如下：

容器启动进程创建一个新的容器，同时作为该容器的守护进程存在；

容器启动进程创建一个应用启动进程，并将该应用启动进程放入容器中执行，然后该应用启动进程根据用户输入的命令行参数初始化容器；

应用启动进程根据用户从命令行传递的命令，在容器内启动应用程序，该应用程序进程是容器中的初始(init)进程；

当需要将其他应用程序放入容器中执行的时候，首先需要在容器外将该应用程序启动，并获得该应用程序的进程标识符(Process IDentity，PID)列表，然后将当前进程PID写入控制文件中使进程执行环境向容器中迁移，使得该应用程序在容器中执行，且每次是以进程为粒度执行；

当调用容器销毁命令后，容器守护进程作为容器销毁进程存在，容器守护进程通过套接字通信获取容器中进程组的组标识符(Identity，ID)，通过kill()系统调用向容器内进程组发送SIGKILL信号，将容器中的进程组终止；容器守护进程检测到容器中的init进程已经死亡终止后，该容器守护进程退出，实现将容器销毁。

上述现有的在Linux容器中启动应用程序的方法，在容器创建时只能启动一个应用程序，如果需要在容器中启动另外的应用程序，则需要先在容器外部将应用程序启动，然后再将应用程序的进程放入容器中执行，操作较为繁琐，且操作过程中改变了应用程序的执行环境。进一步的，如果需要另外启动的应用程序是多进程应用，则需要获取该应用程序所有进程的PID，分多次手动将当前应用进程PID写入控制文件，这就要求使用容器的系统管理员必须对应用程序比较熟悉才能完成上述操作，操作复杂，出错概率高。另外，当应用程序部分进程处于容器内部，部分进程处于容器外部时，由于容器本身的隔离性，可能会导致应用程序故障。

发明内容

本发明实施例提供一种在Linux容器中启动应用程序的方法和一种Linux系统，可以在容器创建时启动多个应用程序。

一种在Linux容器中启动应用程序的方法，包括：

容器启动进程根据用户输入的命令创建容器，随后所述容器启动进程作为所述容器的容器守护进程存在；

所述容器启动进程创建第一应用启动进程，并将所述第一应用启动进程放入所述容器中执行；

所述第一应用启动进程根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个第二应用启动进程，N为不小于2的正整数；

所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动所述的N个待启动的应用程序，其中每个第一或第二应用启动进程启动一个待启动的应用程序。

一种Linux系统，包括中央处理器，其特征在于，所述中央处理器包括：容器启动进程单元，第一应用启动进程单元，和第二应用启动进程；

所述容器启动进程单元，用于根据用户输入的命令创建容器，随后作为容器守护进程单元存在，创建所述第一应用启动进程单元，并将所述第一应用启动进程单元放入所述容器中执行；

所述第一应用启动进程单元，用于根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个所述第二应用启动进程单元，N为不小于2的正整数；

所述第一应用启动进程单元每个第二应用启动进程单元用于启动一个待启动的应用程序。

本发明实施例采用在容器创建时，先创建第一应用启动进程，由第一应用启动进程创建一个以上第二应用启动进程，然后每个应用启动进程启动一个应用程序的技术方案，使得在容器创建时，通过一条命令，就可以同时启动多个应用程序。

附图说明

图1是现有的在Linux容器中启动应用程序的方法的流程图；

图2是本发明实施例一的在Linux容器中启动应用程序的方法的流程图；

图3是本发明实施例二的在Linux容器中启动应用程序的方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的Linux系统的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种在Linux容器中启动应用程序的方法，采用在容器创建时，创建多个应用启动进程，每个应用启动进程启动一个应用程序的技术方案，使得在容器创建时可以同时启动多个应用程序。以下进行详细说明。

请参考图2，本发明实施例提供一种在Linux容器中启动应用程序的方法，包括：

步骤101、容器启动进程根据用户输入的命令创建容器，随后所述容器启动进程作为所述容器的容器守护进程存在；

对于Linux操纵系统(operating system，OS)，用户可以通过在命令行输入命令，实现在Linux容器中创建容器和在创建的容器中启动应用程序。所说的命令可以是lxc-stard…[command]，该命令的命令行参数中包括以下内容：待创建的容器名称、待启动的应用程序路径名称、应用程序个数和配置文件路径名称。其中，容器名称和应用程序路径名称是必要的，应用程序路径名称包括多个，应用程序个数和配置文件路径名称则是可选的。

获取用户输入的命令后，OS中的当前进程，即，用于执行用户输入的命令的进程，作为容器启动进程，根据命令行参数创建一个容器。创建容器就是将一个容器名称与一个配置文件关联起来。所述配置文件用于指定容器的属性，例如容器的主机名、网络、root文件系统等，该配置文件是预先建立的。若命令行参数中没有包括配置文件的路径名称，容器启动进程可以根据默认的配置文件创建容器；若命令行参数中包括了配置文件的路径名称，则容器启动进程可以根据该指定的配置文件创建容器。

步骤102、容器启动进程创建第一应用启动进程，并将所述第一应用启动进程放入所述容器中执行。

容器启动进程创建第一应用启动进程后，所述容器启动进程与第一应用启动进程会有一个同步的过程，该过程中两个进程协商彼此的信息交互格式，以便相互传递信息。然后，容器启动进程将第一应用启动进程放入所述容器中执行，在容器中，这两个进程可以互相合作、互相等待。第一应用启动进程是容器内执行的第一个进程，可以称为初始(init)进程。

可选的，所述第一应用启动进程可以根据用户输入的命令初始化所述容器。所述初始化包括：根据用户在命令行输入的容器配置选项，完成对容器资源属性的配置，例如：配置容器的CPU节点绑定限制等信息。

步骤103、所述第一应用启动进程根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个第二应用启动进程，N为不小于2的整数。

用户输入的命令行参数中可以包括应用程序的个数N，供第一应用进程从命令行参数中获取。若命令行参数中没有包括应用程序的个数N，则第一应用进程可以解析命令行参数，统计其中包括的应用程序路径名称的个数，获取应用程序的个数N。为了启动该N个程序，第一应用启动进程在容器中另外创建N-1个第二应用启动进程。第一应用启动进程可以利用fork()系统调用来创建N个第二应用启动进程，fork()是Linux系统的一种内核接口，用于创建子进程。

步骤104、所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动所述的N个待启动的应用程序，其中每个第一或第二应用启动进程启动一个待启动的应用程序。

这N个应用启动进程可以利用execvp()系统调用来启动应用程序，execvp()为Linux系统的另一种内核接口，用于启动给定路径名称的应用程序。N个应用启动进程在容器中启动N个应用程序具体可以包括：N个应用启动进程按照设定的对应关系启动相应的应用程序，所述对应关系为应用启动进程与应用程序的对应关系，例如，可以将应用启动进程的PID与命令行参数中输入应用程序路径名称的顺序相对应。具体的，可以按照PID从大到小的顺序将N个应用启动进程与输入N个应用程序对应，使得PID最大的应用启动进程启动第1个应用程序，PID最小的应用启动进程启动第N个应用程序；或者，使PID最小的应用启动进程启动第1个应用程序，PID最大的应用启动进程启动第N个应用程序；当然，也可以按照其它的对应关系。

可选的，步骤104之后还可以包括：

容器守护进程获取用户输入的容器销毁命令后，终止容器中的所有进程组；所述容器守护进程检测到所述容器中的初始进程被终止后，将所述容器销毁。此过程中，容器守护进程作为容器销毁进程存在。值得说明的是，本文中提到的容器启动进程、容器守护进程和容器销毁进程实质是同一个进程。

其中，容器守护进程可以通过套接字通信获取容器中进程组的组ID，然后利用kill()系统调用向容器内的进程组发送SIGKILL信号，将容器中的所有进程终止；容器守护进程也可以获取容器中所有进程的ID，直接向所有进程分别发送SIGKILL信号，将容器中的所有进程终止。所说的进程组是容器中进程的组合，包括了第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程。

以上，本发明实施例提供了一种在Linux容器中启动应用程序的方法，采用在容器创建时，由第一应用启动进程创建多个第二应用启动进程，其中每个应用启动进程启动一个应用程序的技术方案，使得在容器创建时可以同时启动多个应用程序在容器中执行，实现了通过一条命令同时启动多个应用程序。该技术方案简化了应用程序的启动步骤，在启动过程中，不会改变应用程序的执行环境，尤其在启动多进程应用时，用户不需要知道多进程应用程序具体包括哪些进程，多进程应用也不会发生部分进程处于容器内部、部分进程处于容器外部的问题，不会因此导致故障。

下面结合图3进行对本实施例提供的方法做进一步详细的说明：

用户通过在命令行输入命令，实现创建一个容器并在创建的容器中启动多个应用程序，其中，只需要输入一条命令即可。下面分别以容器启动进程和应用启动进程作为执行主体，对本发明实施例提供的方法进行说明：

一、对于容器启动进程：

容器启动进程根据用户输入的命令创建一个容器，并在容器中创建一个第一应用启动进程，后续容器启动进程作为该容器的容器守护进程存在。

然后，容器启动进程和第一应用启动进程进行同步，协商信息交互格式。

然后，容器启动进程将第一应用启动进程放入创建的容器中执行。

然后，容器启动进程执行函数Poll，作用是把当前的文件指针挂到设备内部定义的等待，本实施例中定义内部的等待为等待容器销毁命令。

然后，当用户调用容器销毁命令后，容器守护进程销毁该容器。

二、对于应用启动进程：

第一应用启动进程被创建后，先与容器启动进程进行同步，协商信息交互格式。

然后，第一应用启动进程根据用户输入的命令初始化所述容器。

然后，第一应用启动进程获取根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个第二应用启动进程，N为不小于2的整数。

然后，第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在容器中启动所述的N个待启动的应用程序，其中第一或第二每个应用启动进程启动一个待启动的应用程序。

综上，本发明实施例提供了一种在Linux容器中启动应用程序的方法，采用该技术方案，用户可以在创建容器时，通过一条命令在容器中同时启动多个应用程序，方便了容器的管理和使用，增强了容器的可用性和可管理性。

请参考图4，本发明实施例还提供一种Linux系统，包括中央处理器，所述中央处理器包括：

容器启动进程单元，第一应用启动进程单元，和第二应用启动进程单元；

所述容器启动进程单元，用于根据用户输入的命令创建容器，随后作为容器守护进程单元存在，创建所述第一应用启动进程单元，并将所述第一应用启动进程单元放入所述容器中执行；

所述第一应用启动进程单元，用于根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个所述第二应用启动进程单元，N为不小于2的正整数；所述第一应用启动进程单元和每个第二应用启动进程单元用于启动一个待启动的应用程序。

进一步的，所述容器启动进程单元可以包括：

容器创建子单元，用于获取用户输入的命令，根据容器名称和配置文件路径名称创建容器，所述容器名称是所述命令中指定的，所述配置文件路径名称是所述命令中指定的或者是默认的。

进一步的，所述第一或第二应用启动进程单元可以具体用于按照设定的对应关系启动相应的待启动的应用程序，所述对应关系为应用启动进程与待启动的应用程序的对应关系。

再进一步的，所述容器守护进程单元还可以用于收到容器销毁命令后，终止所述容器中的所有进程，检测到所述容器中的初始进程终止后，将所述容器销毁。

更进一步的，所述容器守护进程单元可以具体用于向容器内的进程组发送SIGKILL信号或者向容器内的所有进程分别发送SIGKILL信号，将容器中的所有进程终止。

综上，本发明实施例提供了一种在Linux系统，该系统可以在容器中同时启动多个应用程序，方便了容器的管理和使用，增强了容器的可用性和可管理性。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机读取存储器、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的在Linux容器中启动应用程序的方法和相应的Linux系统进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种在Linux容器中启动应用程序的方法，其特征在于，包括：

容器启动进程根据用户输入的命令创建容器，随后所述容器启动进程作为所述容器的容器守护进程存在；

所述容器启动进程创建第一应用启动进程，并将所述第一应用启动进程放入所述容器中执行；

所述第一应用启动进程根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个第二应用启动进程，N为不小于2的正整数；所述根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N包括：获取用户输入的命令行参数中包括的待启动应用程序的个数N，或者，通过解析用户输入的命令行参数来统计其中包括的应用程序路径名称的个数，获取待启动的应用程序的个数N；

所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动N个所述待启动的应用程序，其中每个第一或第二应用启动进程启动一个待启动的应用程序；所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动所述的N个待启动的应用程序包括：所述第一或第二应用启动进程按照设定的对应关系启动相应的待启动的应用程序，所述对应关系为应用启动进程与待启动的应用程序的对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器启动进程根据用户输入的命令创建容器还包括：

容器启动进程获取用户输入的命令；

根据容器名称和配置文件路径名称创建容器，所述容器名称是所述命令中指定的，所述配置文件路径名称是所述命令中指定的或者是默认的。

3.根据权利要求1至2中任一所述的方法，其特征在于，所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动所述的N个待启动的应用程序之后还包括：

所述容器守护进程收到容器销毁命令后，向容器内的进程组发送SIGKILL信号或者向容器内的所有进程分别发送SIGKILL信号，将容器中的所有进程终止；

所述容器守护进程检测到所述容器中的进程终止后，将所述容器销毁。

4.一种在Linux容器中启动应用程序的装置，其特征在于，包括：

容器创建单元，用于使容器启动进程根据用户输入的命令创建容器，随后所述容器启动进程作为所述容器的容器守护进程存在；

第一进程创建单元，用于使所述容器启动进程创建第一应用启动进程，并将所述第一应用启动进程放入所述容器中执行；

第二进程创建单元，用于使所述第一应用启动进程根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N，并创建N-1个第二应用启动进程，N为不小于2的正整数；所述根据用户输入的命令获取待启动的应用程序的个数N包括：获取用户输入的命令行参数中包括的待启动应用程序的个数N，或者，通过解析用户输入的命令行参数来统计其中包括的应用程序路径名称的个数，获取待启动的应用程序的个数N；

启动单元，用于使所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动N个所述待启动的应用程序，其中每个第一或第二应用启动进程启动一个待启动的应用程序；所述的第一应用启动进程和N-1个第二应用启动进程在所述容器中启动所述的N个待启动的应用程序包括：所述第一或第二应用启动进程按照设定的对应关系启动相应的待启动的应用程序，所述对应关系为应用启动进程与待启动的应用程序的对应关系。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述容器创建单元包括：

获取子单元，用于使容器启动进程获取用户输入的命令；

创建子单元，用于使容器启动进程根据容器名称和配置文件路径名称创建容器，所述容器名称是所述命令中指定的，所述配置文件路径名称是所述命令中指定的或者是默认的。

6.根据权利要求4至5中任一所述的装置，其特征在于，还包括：

收发单元，用于使所述容器守护进程收到容器销毁命令后，向容器内的进程组发送SIGKILL信号或者向容器内的所有进程分别发送SIGKILL信号，将容器中的所有进程终止；

销毁单元，用于使所述容器守护进程检测到所述容器中的进程终止后，将所述容器销毁。

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