Перевод: Eric Nograles — Why is Docker on macOS So Much Worse Than Linux?

Я часто слышу шутки от всех, у кого есть среда разработки Docker на Mac: это заставляет Mac звучать как реактивный самолет при взлете? Это Docker!

Однако их коллеги-разработчики на Linux не сразу могут понять, а в чем тут шутка так как ни разу не сталкивались с этой проблемой.

Почему Docker для Mac — это намного хуже, чем Docker для Linux? Мы рассмотрим причины в этом посте.

Контейнеры против Виртуальных машин

Во-первых, несколько слов об архитектуре контейнера и ее отличиях от стандартной виртуальной машины (Virtual Machine — VM).

Вообще говоря, оба они похожи в том, что вы запускаете «компьютеры внутри вашего компьютера». Разница в том, как это происходит.

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

Контейнер: работа с диском

Как вы можете видеть выше, контейнеры используют вашу ОС и ее ядро и, следовательно, они «ближе к железу». Например, чтобы Контейнер мог читать/писать с жесткого диска ОС хоста, он должен:

• Смонтировать диск в контейнере (т.е. он имеет прямой доступ к диску в ОС хоста благодаря ядру)
• И далее работать так, как если бы он был непосредственно в ОС хоста

VM: работа с диском

Виртуальные машины запускают дополнительную операционную систему поверх вашей операционной системы, а также дополнительный уровень абстракции (называемый гипервизором) что бы «гостевая ОС» могла взаимодействовать с главной ОС. Например, чтобы виртуальная машина могла читать/писать с жесткого диска вашей ОС, она должна:

• Смонтировать диск в гостевой ОС
• Смонтировать диск в главной ОС на гипервизоре
• Теперь гипервизор должен синхронизировать все изменения между обоими

Docker для macOS

Хотя Docker может называться Docker для macOS, архитектурно он отличается от Docker для Linux.

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

Как вы можете видеть выше, вместо прямого доступа к ОС хоста Docker для macOS должен запускать собственную виртуальную машину Linux (LinuxKit VM).

Docker может получить доступ только к ядру этой виртуальной машины, которое затем может выполнить описанные выше шаги для синхронизации дисков ваших Контейнеров и ОС хоста.

В то время как Docker для Linux по существу имеет прямую связь с ОС хоста (и, соответственно, с диском, сетью, графическим процессором и т. д.), Docker для macOS должен пройти несколько уровней абстракций для выполнения низкоуровневых задач.

Влияние на машину разработки

Типичная настройка разработки Docker обычно выглядит следующим образом:

Host OS

• Инструменты разработчика (IDE, текстовые редакторы, линтеры и т. д.)
• Редактирование исходного кода

Контейнер

• Код приложения и зависимости
  • Какой-то механизм hot/live перезагрузки при изменении кода
• Копия или ссылка на исходный код ОС хоста

«Реактивный самолет взлетает», когда вы запускаете docker-compose на macOS? Ресурсы вашей ОС хоста усердно работают для синхронизации низкоуровневого ввода-вывода (в частности, диска и сети) между ОС хоста и контейнерами; это помимо запуска самих Контейнеров.

Вот почему вы видите, что процесс Hyperkit обычно потребляет большую часть вашего процессора даже в режиме ожидания. Вся эта синхронизирующая работа между этими слоями нетривиальна!

Опции для macOS

Это та часть, где многие посоветовали бы вам «просто разрабатывать на Linux». Хотя это правда, что Docker в Linux имеет такую архитектуру, как и предполагалось (и, следовательно, это лучший вариант), простое переключение неприемлемо для большинства людей.

Приведенные ниже параметры приблизят вас к опыту работы с Linux. По крайней мере, возможный «взлет реактивного самолета» может происходить только время от времени, а не все время.

Docker для Mac Edge Build (с Mutagen)

На данный момент у Docker есть одобреный подход к минимизации потребления ресурсов при изменении диска с помощью чего-то под названием Mutagen. Однако вам не придется беспокоиться о деталях, поскольку они упаковывают его как часть официальной сборки Docker для Mac Edge.

Инструкции

1. Установите Docker for Mac Edge Build
2. В пользовательском интерфейсе Docker перейдите в раздел Resources => File Sharing и укажите, какие папки вы хотите подключить к контейнерам Docker.

Плюсы

• Одобрен командой Docker
• Минимальная настройка — используйте файлы docker-compose и docker как обычно
• Значительно снижает CPU при hot/live перезагрузках
• Изменения файлов выполняются значительно быстрее

Минусы

• Все еще в состояние разработке
• Требует Docker Edge Build

docker-sync

Альтернатива, которая существует уже несколько лет, называется docker-sync.

docker-sync — это, по сути, контейнер, работающий параллельно с вашими собственными контейнерами, задача которого — эффективно информировать ваш контейнер об изменении файлов. По сути, это еще один уровень абстракции для ускорения процесса.

Инструкции

1. Установите docker-sync
2. Измените ваш docker-sync.yml согласно требуемым настройкам

Плюсы

• Работает на всех платформах Docker
• Значительно снижает CPU при hot/live перезагрузках
• Изменения файлов выполняются значительно быстрее

Минусы

• Требуются изменения конфигурации
• Потребляется больше ресурсов докера из-за дополнительных параллельных контейнеров
• Дополнительная оркестровка, необходимая для перемещения ваших контейнеров вверх и вниз
• Иногда возникают проблемы с синхронизацией; то есть контейнер не обновляется с изменениями ОС хоста, и его необходимо перезапустить

Заключение

Docker в основном создавался для Linux. Как оказалось, его полезность была портирована на macOS и Windows.

Поскольку обе операционные системы сильно отличаются от Linux по своей сути, виртуализация была единственным реальным способом заставить все работать. К сожалению, это приводит к неэффективности низкого уровня, которую мы в противном случае принимаем как должное.

Поскольку в будущем Mutagen будет входить в состав Docker для Mac, у разработчиков macOS есть надежда, что проблема «реактивного двигателя» начнет уменьшаться.

Тем не менее, в настоящее время лучший опыт разработчиков для Docker по-прежнему остается родным Linux.