从零开始写 Docker(十)---实现 mydocker logs 查看容器日志

本文为从零开始写 Docker 系列第十篇，实现类似 docker logs 的功能，使得我们能够查查看容器日志。

<!--more-->

---

完整代码见：https://github.com/lixd/mydocker
欢迎 Star

---

推荐阅读以下文章对 docker 基本实现有一个大致认识：

• 核心原理：深入理解 Docker 核心原理：Namespace、Cgroups 和 Rootfs
• 基于 namespace 的视图隔离：探索 Linux Namespace：Docker 隔离的神奇背后

• 基于 cgroups 的资源限制

  • 初探 Linux Cgroups：资源控制的奇妙世界
  • 深入剖析 Linux Cgroups 子系统：资源精细管理
  • Docker 与 Linux Cgroups：资源隔离的魔法之旅
• 基于 overlayfs 的文件系统：Docker 魔法解密：探索 UnionFS 与 OverlayFS
• 基于 veth pair、bridge、iptables 等等技术的 Docker 网络：揭秘 Docker 网络：手动实现 Docker 桥接网络

---

开发环境如下：

root@mydocker:~# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:    Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04.2 LTS
Release:    20.04
Codename:    focal
root@mydocker:~# uname -r
5.4.0-74-generic

---

注意：需要使用 root 用户

1. 概述

上一篇已经实现了mydocker ps 命令，可以查看到当前运行中的容器了。

本篇主要实现 mydocker logs,让我们可以随时查看容器日志。

一般来说，对于容器中运行的进程，使日志打印到标准输出是一个非常好的实现方案，因此需要将容器中的标准输出保存下来，以便需要的时候访问。

我们就以此作为思路来实现 mydocker logs 命令：

• 启动时将容器进程的标准输出挂载到/var/lib/mydocker/containers/{containerId}/{containerId}-json.log文件中
• mydocker logs 则读取这个文件以获取容器日志

实际上 docker 实现也类似，他会把容器日志存储在var/lib/docker/containers/{containerId}/{containerId}-json.log 文件中。

2. 实现

具体实现包括两部分：

• 1）重定向输出到文件
• 2）实现 mydocker logs 命令

输出重定向

首先，需要修改一下原来的实现，在创建后台运行容器的时候，把进程的标准输出重新定向一下到日志文件。

前台容器依旧打印到 Stdout 即可

func NewParentProcess(tty bool, volume, containerId string) (*exec.Cmd, *os.File) {
// 省略其他内存
    if tty {
        cmd.Stdin = os.Stdin
        cmd.Stdout = os.Stdout
        cmd.Stderr = os.Stderr
    } else {
        // 对于后台运行容器，将 stdout、stderr 重定向到日志文件中，便于后续查看
        dirPath := fmt.Sprintf(InfoLocFormat, containerId)
        if err := os.MkdirAll(dirURL, constant.Perm0622); err != nil {
            log.Errorf("NewParentProcess mkdir %s error %v", dirURL, err)
            return nil, nil
        }
        stdLogFilePath := dirPath + LogFile
        stdLogFile, err := os.Create(stdLogFilePath)
        if err != nil {
            log.Errorf("NewParentProcess create file %s error %v", stdLogFilePath, err)
            return nil, nil
        }
        cmd.Stdout = stdLogFile
        cmd.Stderr = stdLogFile
    }
// ...
}

实现 logs 命令

在 main_command.go 中添加一个 logCommand：

var logCommand = cli.Command{
    Name:  "logs",
    Usage: "print logs of a container",
    Action: func(context *cli.Context) error {
       if len(context.Args()) < 1 {
          return fmt.Errorf("please input your container name")
       }
       containerName := context.Args().Get(0)
       logContainer(containerName)
       return nil
    },
}

并加到 main 函数中。

func main(){
  // 省略其他内容
  app.Commands = []cli.Command{
       initCommand,
       runCommand,
       commitCommand,
       listCommand,
       logCommand,
    }
}

具体实现如下：

func logContainer(containerName string) {
    logFileLocation := fmt.Sprintf(container.InfoLocFormat, containerName) + container.LogFile
    file, err := os.Open(logFileLocation)
    defer file.Close()
    if err != nil {
       log.Errorf("Log container open file %s error %v", logFileLocation, err)
       return
    }
    content, err := ioutil.ReadAll(file)
    if err != nil {
       log.Errorf("Log container read file %s error %v", logFileLocation, err)
       return
    }
    _, err = fmt.Fprint(os.Stdout, string(content))
    if err != nil {
       log.Errorf("Log container Fprint  error %v", err)
       return
    }
}

实现很简单，根据 containerId 拼接出完整路径，读取文件内容并重定向到标准输出即可。

3. 测试

启动一个后台容器

root@mydocker:~/feat-logs/mydocker# go build .
root@mydocker:~/feat-logs/mydocker# ./mydocker run -d -name mytop top
{"level":"info","msg":"createTty false","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"info","msg":"resConf:\u0026{ 0  }","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"info","msg":"busybox:/root/busybox busybox.tar:/root/busybox.tar","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"error","msg":"mkdir dir /root/merged error. mkdir /root/merged: file exists","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"error","msg":"mkdir dir /root/upper error. mkdir /root/upper: file exists","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"error","msg":"mkdir dir /root/work error. mkdir /root/work: file exists","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"info","msg":"mount overlayfs: [/usr/bin/mount -t overlay overlay -o lowerdir=/root/busybox,upperdir=/root/upper,workdir=/root/work /root/merged]","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}
{"level":"info","msg":"command all is top","time":"2024-01-26T11:25:53+08:00"}

查看容器列表

root@mydocker:~/feat-logs/mydocker# ./mydocker ps
{"level":"error","msg":"read file /var/lib/mydocker/containers/0439540405/config.json error open /var/lib/mydocker/containers/0439540405/config.json: no such file or directory","time":"2024-01-26T11:26:13+08:00"}
{"level":"error","msg":"get container info error open /var/lib/mydocker/containers/0439540405/config.json: no such file or directory","time":"2024-01-26T11:26:13+08:00"}
ID           NAME         PID         STATUS      COMMAND     CREATED
0439540405   mytop        171754      running     top         2024-01-26 11:25:53

容器 Id 为 0439540405，查看对应目录是否生成了日志文件

root@mydocker:~/feat-logs/mydocker# ls /var/lib/mydocker/containers/0439540405/
0439540405-json.log config.json

其中的0439540405-json.log 就是日志文件，config.json 则是上一次添加的容器信息记录文件。

查看日志文件内容

root@mydocker:~/feat-logs/mydocker# cat /var/lib/mydocker/containers/0439540405/0439540405-json.log
Mem: 1793456K used, 241932K free, 1064K shrd, 91276K buff, 1354272K cached
CPU:  0.4% usr  0.0% sys  0.0% nic 99.3% idle  0.0% io  0.0% irq  0.2% sirq
Load average: 0.01 0.01 0.00 1/141 4
  PID  PPID USER     STAT   VSZ %VSZ CPU %CPU COMMAND

说明，日志存储是正常的。

接下里执行 mydocker logs 看看是否能查询到日志

root@mydocker:~/feat-logs/mydocker# ./mydocker logs 0439540405
Mem: 1793424K used, 241964K free, 1064K shrd, 91316K buff, 1354280K cached
CPU:  0.0% usr  0.0% sys  0.0% nic  100% idle  0.0% io  0.0% irq  0.0% sirq
Load average: 0.00 0.00 0.00 1/141 4
  PID  PPID USER     STAT   VSZ %VSZ CPU %CPU COMMAND

可以看到，mydocker logs 命令成功运行并输出了容器的日志。

至此，说明我们的 mydocker logs 命令实现是 ok 的。

4. 小结

本篇主要实现 mydocker logs 命令，和 docker 实现基本类似：

• 容器启动把 stdout、stderr 重定向到 /var/lib/mydocker/container/{containerId}/{containerId}-json.log 文件
• 执行 mydocker logs 则根据容器 Id 找到对应文件，读取文件内容并打印

---

【从零开始写 Docker 系列】持续更新中，搜索公众号【探索云原生】订阅，阅读更多文章。

---

---

完整代码见：https://github.com/lixd/mydocker
欢迎关注~

相关代码见 feat-logs 分支,测试脚本如下：

需要提前在 /root 目录准备好 busybox.tar 文件，具体见第四篇第二节。

# 克隆代码
git clone -b feat-logs https://github.com/lixd/mydocker.git
cd mydocker
# 拉取依赖并编译
go mod tidy
go build .
# 测试 
./mydocker run -d -name c1 top
# 查看容器 Id
./mydocker ps
# 根据 Id 查询日志
./mydocker logs ${containerId}