为什么 macOS 上的 Docker 比 Linux 上的 Docker 差那么多？

容器与虚拟机

适用于 macOS 的 Docker

开发机制的影响

macOS 选项

总之

几乎所有在 Mac 上使用 Docker 进行开发环境的人都听过这样的笑话：它会让你的 Mac 听起来像喷气式飞机起飞一样。

然而，Linux 上的开发者们却可以轻松🤷🏻‍♂️进行开发，而不会遇到此类问题。

为什么在 Mac 上运行 Docker 的体验明显不如在 Linux 机器上运行 Docker？本文将探讨其中的原因。

容器与虚拟机

首先，简单介绍一下容器架构以及它与标准虚拟机 (VM) 的区别。

从广义上讲，两者相似之处在于都是在“你的电脑里运行其他电脑”。区别在于实现方式的不同。

（来源：https ://wiki.aquasec.com/display/containers/Docker+Architecture ）

容器磁盘更改

如上所示，容器会使用宿主机操作系统及其内核，因此“更接近底层硬件”。例如，容器要从宿主机操作系统的硬盘驱动器读取/写入数据，必须：

• 将磁盘以原生方式挂载到容器上（即，由于内核的存在，容器可以直接访问主机操作系统上的磁盘）。
• 就像直接在主机操作系统上操作一样。

虚拟机磁盘更改

虚拟机在宿主机操作系统之上运行一个额外的操作系统，以及一个额外的抽象层（称为虚拟机管理程序），用于使“客户操作系统”能够与宿主机操作系统通信。例如，虚拟机要从宿主机硬盘读取/写入数据，必须执行以下操作：

• 在客户操作系统上挂载磁盘
• 从主机操作系统在虚拟机管理程序上挂载磁盘
• 让虚拟机管理程序同步两者之间的更改

适用于 macOS 的 Docker

虽然它可能被称为 macOS 版 Docker，但它的架构与 Linux 版 Docker 不同。

（来源：https ://collabnix.com/how-docker-for-mac-works-under-the-hood/ ）

如上所示，Docker for macOS 不是直接访问主机操作系统，而是必须启动自己的 Linux 虚拟机。

然后它只能访问该虚拟机的内核，然后该虚拟机必须按照上述步骤同步容器和主机操作系统的磁盘。

虽然 Docker for Linux 基本上可以直接连接到主机操作系统（以及磁盘、网络、GPU 等），但 Docker for macOS 必须经过几个抽象层才能执行底层任务。

开发机制的影响

典型的 Docker 开发环境通常如下所示：

主机操作系统

• 开发者工具（IDE、文本编辑器、代码检查工具等）
• 源代码编辑
• 源控制

容器

• 应用程序代码和依赖项
  • 代码更改时需要某种热重载或实时重载机制
• 宿主操作系统源代码的副本或引用

在 macOS 上执行命令时，你看到的喷气式飞机起飞的画面docker-compose up？那是你的主机操作系统资源在努力工作，以同步主机操作系统和容器之间的底层 I/O（特别是磁盘和网络）；这还不包括运行容器本身所需的资源。

这也是为什么即使在空闲状态下，Hyperkit 进程通常也会占用大量 CPU 资源的原因。所有这些层之间的同步工作都不是件容易的事！

macOS 选项

很多人会建议你“直接在 Linux 上开发”。虽然 Docker 在 Linux 上的架构确实是其设计初衷（因此体验最佳），但对大多数人来说，简单地切换平台并不现实。

以下选项将使您的体验更接近Linux 系统。至少，喷气式飞机起飞的现象可能只会偶尔发生，而不是一直发生。

Docker for Mac Edge 构建（含 Mutagen）

截至目前，Docker 采用了一种名为Mutagen的底层技术，可以最大限度地减少磁盘更改时的资源消耗。不过，您无需担心具体细节，因为 Docker 已将其打包到 Docker for Mac Edge 版本中。

指示

1. 安装适用于 Mac Edge 构建的 Docker
2. 在 Docker 用户界面中，转到“资源”=>“文件共享”，然后指定要挂载到 Docker 容器的文件夹。

优点

• 受 Docker 团队“祝福”
• 最小配置——像往常一样使用 docker-compose 和 docker 文件。
• 大幅降低热重载/实时重载时的 CPU 使用率
• 文件更改速度明显加快

缺点

• 仍在解决一些技术难题
• 需要 Docker Edge 构建

docker-sync

另一种已经存在好几年的替代方案是docker-sync。

docker-sync本质上，它是一个与你的容器并行运行的容器，其作用是高效地通知你的容器文件何时发生更改。实际上，它是另一个抽象层，用于加速处理过程。

指示

1. 安装docker-sync
2. 根据您的开发环境修改 docker-sync.yml 文件

优点

• 可在 Docker 平台上运行
• 大幅降低热重载/实时重载时的 CPU 使用率
• 文件更改速度明显加快

缺点

• 需要进行配置修改
• 由于并行容器增多，消耗了更多 Docker 资源。
• 需要额外的编排来启动和关闭容器
• 偶尔会出现同步问题；例如，容器无法随着主机操作系统更改而更新，需要重启。

总之

Docker 最初是为 Linux 系统设计的。随着其实用性的不断验证，最终也被移植到了 macOS 和 Windows 平台。

由于这两个操作系统底层与 Linux 的机制截然不同，虚拟化是唯一可行的解​​决方案。然而，这也导致了我们习以为常的底层效率低下问题。

未来 Mutagen 将作为 Docker for Mac 的一部分打包，macOS 开发人员有望看到“喷气式发动机”问题开始减少。

然而，就目前而言，Docker 的最佳开发者体验仍然是其原生 Linux 版本。