CN110659246B - 基于容器的文件挂载方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及云计算领域，本申请公开了一种基于容器的文件挂载方法、装置、电子设备和可读存储介质，涉及数据处理技术领域。具体实现方案为：在宿主机中，通过代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备；进入目标容器的命名空间，使用第一预定命令建立虚拟设备文件，所述虚拟设备文件对应于宿主机中的所述循环设备；将所述虚拟设备文件挂载至所述目标容器的指定目录。利用本申请实施例的基于容器的文件挂载方法，能够实现文件至容器的低延时挂载。

Description

基于容器的文件挂载方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及云计算技术领域。

背景技术

Docker技术是一种开源的应用容器引擎技术，具有轻量、标准、安全和方便部署等优点。目前，云计算提供商大多使用容器技术向用户提供云服务。在容器启动时可将用户代码挂载到容器中，或者在容器运行过程中，也可将代码挂载到运行的容器中。

在实际应用中，研究发现将用户代码挂载到正在运行的容器中之后，会出现相当的延时，所挂载的文件不能快速使用。尤其是在对延时较为敏感的服务场景中，例如FaaS(Function as a server，功能服务化)业务，消耗的时间成本过高，已有的挂载方式已不能满足云上的使用需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种基于容器的文件挂载方法、装置、电子设备以及可读存储介质。

第一方面，本申请提供一种基于容器的文件挂载方法，该方法包括：

在宿主机中，通过指定的代理组件将目标代码的镜像文件设置为循环设备；

进入目标容器的命名空间；

使用第一预定命令建立虚拟设备文件，该虚拟设备文件对应于该宿主机中的该循环设备；

将该虚拟设备文件挂载至该目标容器的指定目录。

利用本申请实施例的基于容器的文件挂载方法，将宿主机中的目标代码镜像文件设置为循环设备并在目标容器中建立对应虚拟设备文件，使得宿主机中的镜像文件可以作为文件系统被目标容器的用户使用，在向运行中的容器挂载文件的服务场景中，本申请实施例可克服以往挂载服务延时高的技术问题，达到缩短挂载服务延时、降低时间成本的技术效果。

根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法，其中，在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之前，该方法还包括：将该目标代码的镜像文件保存为指定格式；其中，该指定格式包括以下多种格式中的至少一种格式：squashfs格式、ext4格式、ext3格式。

这样处理的好处是，文件不需经过解压缩等操作即可挂载入目标容器中，供容器程序直接调用，缩短处理时间；并且上述指定格式的文件占用空间小，可节省空间。

根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法，其中，在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，该方法还包括：记录该循环设备的主设备号和次设备号；其中，该虚拟设备文件的主设备号与该循环设备的主设备号相同，该虚拟设备文件的次设备号与该循环设备的次设备号相同。

在本申请的实施例中，在将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，还记录该循环设备的主设备号和次设备号，用于在目标容器中建立对应的虚拟文件时使用。

根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法，其中，在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，该方法还包括：通过该指定的代理组件，使用第二预定命令进入该目标容器的命名空间；其中，该指定的代理组件以特权方式在该宿主机中运行。

在本申请的实施例中，宿主机中以特权方式运行的代理组件能够进入其他容器的命名空间，并执行所需命令。

根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法，其中，该目标容器处于运行状态。

在本申请的实施例中，文件挂载方法并不限于用在容器启动时，还可以应用在容器运行过程中，实现文件的低延时、动态挂载。

第二方面，本申请实施例还提供一种基于容器的文件挂载装置，该装置包括：

循环设备设置模块，用于在宿主机中通过指定的代理组件将目标代码的镜像文件设置为循环设备；

目标空间进入处理模块，用于进入目标容器的命名空间；

虚拟设备文件建立模块，用于使用第一命令建立虚拟设备文件，该虚拟设备文件对应于该宿主机中的该循环设备；

挂载处理模块，用于将该虚拟设备文件挂载至目标容器的指定目录。

第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行如上所述的基于容器的文件挂载方法。

第四方面，本申请实施例还提供一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使该计算机执行如上所述的基于容器的文件挂载方法。

上述可选方式所具有的其他效果将在下文中结合具体实施例加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1是根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法的流程框图；

图2是根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法的逻辑示意图；

图3是基于本申请实施例的效果示意图；

图4是根据本申请实施例的基于容器的文件挂载装置的结构框图；

图5是用来实现本申请实施例的基于容器的文件挂载方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1示出了本申请实施例的基于容器的文件挂载方法的流程框图，该方法包括以下步骤：

S101，在宿主机中，通过代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备；

S102，进入目标容器的命名空间；

S103，使用第一预定命令建立虚拟设备文件，该虚拟设备文件对应于宿主机中的该循环设备；

S104，将该虚拟设备文件挂载至目标容器的指定目录。

基于本申请实施例的方案，可将宿主机中的目标代码镜像文件设置为循环设备。并且，在目标容器中可建立对应的虚拟设备文件，使得宿主机中的镜像文件可以作为文件系统被目标容器的用户使用，也即将文件以块设备的形式挂载至目标容器中，用户可直接调用，达到缩短服务延时的目的。

在本申请的实施例中，在将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之前，可以将目标代码的镜像文件保存为指定格式，例如可保存为squashfs格式、ext4格式或者ext3格式。

这样处理的好处是，文件不需经过解压缩等操作即可挂载入目标容器中，供容器程序直接调用，缩短处理时间，压缩服务延时；此外，上述指定格式的文件占用空间小，比常用的例如zip压缩包等更节省空间。

在本申请的实施例中，在将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，还记录该循环设备的主设备号和次设备号，用于在目标容器中建立虚拟文件时使用。其中，虚拟文件的主设备号与该循环设备的主设备号相同，虚拟文件的次设备号与该循环设备的次设备号相同。

在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，使用第二预定命令进入目标容器的命名空间，并且该指定的代理组件以特权方式在宿主机中运行。

例如，该指定的代理组件agent使用nsmount命令进入目标容器的命名空间namespace，从而在namespace中使用第一预定命令设置虚拟设备。

在本申请的实施例中，第一预定命令可采用mknod命令，其中，mknod命令用于建立虚拟设备文件。

在本申请的实施例中，第二预定命令可采用nsmount命令，其中，nsmount命令与Docker的nsenter命令具有相似的功能，本申请实施例利用nsmount命令可以进入容器的namespace中并执行其他命令。

在本申请的实施例中，上述的目标容器可以为正在运行的容器，也就是说，本申请实施例的文件挂载方法并不限于应用在容器启动时，还可以应用在容器运行过程中，实现文件的低延时动态挂载。

图2示出了本申请实施例的基于容器的文件挂载方法的逻辑框图，其中，agent以特权privileged方式在宿主机100中运行，当需要将用户代码动态挂载至运行中的容器200中时，将用户代码保存为squashfs格式，并执行以下处理过程：

1、在宿主机100中，通过agent将用户代码的squashfs格式镜像文件设置为循环loop设备，记为/dev/loop0，该loop设备loop0的主设备号为7，次设备号为0。

2、通过agent调用nsmount参数，进入容器200的命名空间namespace。

3、通过agent使用mknod命令，在容器200中建立虚拟设备文件/dev/loop0，该虚拟设备文件存放在设备目录下，例如图2所示的mknod/dev/loop0 b 7 0。

其中，loop0表示容器200中的虚拟设备与宿主机100中的loop0相对应，b代表容器200中的loop0为块设备，7和0取自宿主机100中loop0的主设备号和次设备号。

4、在容器200中，使用mount挂载命令，将虚拟设备文件/dev/loop0挂载到指定的目录，例如/var/task。

基于本申请图2实施例的一系列处理，通过mount命令将容器200中的虚拟设备/dev/loop0挂载到容器200中的目录/var/task，则宿主机100中的镜像文件/dev/loop0可以作为文件系统被容器200的用户所使用，使用时不需要进行文件解压缩等处理，能够在一定程度上减少延时。

其中，关于本申请实施例的agent以特权privileged方式在宿主机100中运行。这样设置的原因在于，在Docker中，以privileged方式运行的agent具有privileged权限。该agent可以查看其他普通容器的信息，并且可以进入容器的namespace中执行其他命令，例如mount命令。在其他实施例中，如果未启动privileged权限，则agent无权查看容器信息，也不能针对容器执行其他命令。

图3示出了利用本申请实施例的基于容器的文件挂载方法进行系统冷启动的平均耗时结果示意图，其中，将未利用本申请实施例做优化的耗时与利用本申请实施例进行优化后的耗时进行了比较。具体地，优化前为zip解压挂载文件夹，优化后为利用本申请实施例的方法，将文件压缩为squashfs格式文件，向容器挂载块设备。图3中给出了14对比较数据的柱状图。

以第一对柱状图为例，是挂载文件夹的zip压缩文件大小为5M，压缩文件的数量为1000个的情况，如图3所示，优化前的冷启动平均耗时为0.95秒，利用本申请实施例优化之后，冷启动平均耗时降至0.525秒。

再以第六对柱状图为例，是挂载文件夹的zip压缩文件大小为10M，压缩文件的数量为10000个的情况，如图3所示，优化前的冷启动平均耗时为2.14秒，利用本申请实施例优化之后，冷启动平均耗时降至0.57秒。

可以看到，利用本申请的实施例，由于缩短了处理延时，使得系统冷启动平均耗时降为原来的一半或更少，效率优化约50％，并且，平均耗时的波动更为稳定，系统冷启动过程得到了显著改进，提升了使用体验。

与上述基于容器的文件挂载方法对应地，本申请还提供一种基于容器的文件挂载装，参考图4，其包括：

循环设备设置模块10，用于在宿主机中通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备；

目标空间进入处理模块20，用于进入目标容器的命名空间；

虚拟设备文件建立模块30，用于使用第一预定命令建立虚拟设备文件，该虚拟设备文件对应于宿主机中的该循环设备；

挂载处理模块40，用于将该虚拟设备文件挂载至目标容器的指定目录。

在本申请的实施例中，该基于容器的文件挂载装置还包括：代码处理模块，用于将该目标代码的镜像文件保存为指定格式；其中，该指定格式包括以下多种格式中的至少一种格式：squashfs格式、ext4格式、ext3格式。

在本申请的实施例中，该基于容器的文件挂载装置还包括：记录模块，用于记录该循环设备的主设备号和次设备号；其中，该虚拟设备文件的主设备号与该循环设备的主设备号相同，该虚拟设备文件的次设备号与该循环设备的次设备号相同。

在本申请的实施例中，该目标空间进入处理模块用于使用第二预定命令，进入该目标容器的命名空间。

在本申请的实施例中，该目标容器处于运行状态。

利用本申请实施例的基于容器的文件挂载装置，能够实现文件到容器的低延时动态挂载。

根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。

如图5所示，是根据本申请实施例的基于容器的文件挂载方法的电子设备的框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。

如图5所示，该电子设备包括：一个或多个处理器1001、存储器1002，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图5中以一个处理器1001为例。

存储器1002即为本申请所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，所述存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行本申请所提供的基于容器的文件挂载方法。本申请的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本申请所提供的基于容器的文件挂载方法。

存储器1002作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的基于容器的文件挂载方法对应的程序指令/模块(例如，附图3所示的循环设备设置模块10、虚拟设备文件建立模块20和挂载处理模块30)。处理器1001通过运行存储在存储器1002中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于容器的文件挂载方法。

存储器1002可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据本申请实施例的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器1002可选包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本申请实施例的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本申请实施例的电子设备还可以包括：输入装置1003和输出装置1004。处理器1001、存储器1002、输入装置1003和输出装置1004可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

输入装置1003可接收输入的数字或字符信息，以及产生与基于本申请实施例的电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置1004可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、发光二极管(Light EmittingDiode，LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。

此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(programmable logic device，PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(Local Area Network，LAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

根据本申请实施例的技术方案，将宿主机中的目标代码镜像文件设置为循环设备并在目标容器中建立对应虚拟设备文件，使得宿主机中的镜像文件可以作为文件系统被目标容器的用户使用，在向运行中的容器挂载文件的服务场景中，本申请实施例可克服以往挂载服务延时高的技术问题，达到缩短挂载服务延时、降低时间成本的技术效果。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于容器的文件挂载方法，其特征在于，所述方法包括：

在宿主机中，通过指定的代理组件将目标代码的镜像文件设置为循环设备；

进入目标容器的命名空间；

使用第一预定命令建立虚拟设备文件，所述虚拟设备文件对应于所述宿主机中的所述循环设备；

将所述虚拟设备文件挂载至所述目标容器的指定目录；

其中，所述目标容器处于启动状态或运行状态。

2.根据权利要求1所述的基于容器的文件挂载方法，其特征在于，在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之前，所述方法还包括：

将所述目标代码的镜像文件保存为指定格式；

其中，所述指定格式包括以下多种格式中的至少一种格式：squashfs格式、ext4格式、ext3格式。

3.根据权利要求1所述的基于容器的文件挂载方法，其特征在于，在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，所述方法还包括：

记录所述循环设备的主设备号和次设备号；

其中，所述虚拟设备文件的主设备号与所述循环设备的主设备号相同，所述虚拟设备文件的次设备号与所述循环设备的次设备号相同。

4.根据权利要求1所述的基于容器的文件挂载方法，其特征在于，在通过指定的代理组件将目标代码对应的镜像文件设置为循环设备之后，所述方法还包括：

通过所述指定的代理组件，使用第二预定命令进入所述目标容器的命名空间；

其中，所述指定的代理组件以特权方式在所述宿主机中运行。

5.一种基于容器的文件挂载装置，其特征在于，包括：

循环设备设置模块，用于在宿主机中通过指定的代理组件将目标代码的镜像文件设置为循环设备；

目标空间进入处理模块，用于进入目标容器的命名空间；

虚拟设备文件建立模块，用于使用第一预定命令建立虚拟设备文件，所述虚拟设备文件对应于所述宿主机中的所述循环设备；

挂载处理模块，用于将所述虚拟设备文件挂载至所述目标容器的指定目录；

其中，所述目标容器处于启动状态或运行状态。

6.根据权利要求5所述的基于容器的文件挂载装置，其特征在于，所述装置还包括：代码处理模块，用于将所述目标代码的镜像文件保存为指定格式；

其中，所述指定格式包括以下多种格式中的至少一种格式：squashfs格式、ext4格式、ext3格式。

7.根据权利要求5所述的基于容器的文件挂载装置，其特征在于，所述装置还包括：记录模块，用于记录所述循环设备的主设备号和次设备号；

其中，所述虚拟设备文件的主设备号与所述循环设备的主设备号相同，所述虚拟设备文件的次设备号与所述循环设备的次设备号相同。

8.根据权利要求5所述的基于容器的文件挂载装置，其特征在于，所述目标空间进入处理模块通过所述指定的代理组件，使用第二预定命令进入所述目标容器的命名空间；

其中，所述指定的代理组件以特权方式在所述宿主机中运行。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的基于容器的文件挂载方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-4中任一项所述的基于容器的文件挂载方法。

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