Docker + Wasm 入门讲解

Wasm是WebAssembly的缩写,发音[waz-um，汉语拼音类似wozem]，WASM是Linux容器技术的继任者，是目前在Docker中使用的Linux和Windows容器的快速、轻型替代方案。

今天来介绍如何在Docker中运行Wasm代码。

当然，Docker的Wasm功能目前处于测试阶段。Docker官方建议不要在生产环境中使用此功能，此功能可能会改变，也许从未来版本中删除。

同上一篇文章讲的Kubernetes中运行Wasm的例子一样，Docker中启用Wasm，也是通过Containerd+shim的方案进行的：

Docker+Containerd+Shim

Docker最近正在做的一件事情是，将镜像管理迁移到containerd，containerd提供了使用OCI兼容工件和containerdshim的能力。同时，Docker与WasmEdge合作创建了一个容器shim。该填充程序从OCI工件中提取Wasm模块并使用WasmEdge运行时运行它。Docker同时添加了对声明Wasm运行时的支持，这将允许使用这个新的shim。

如果仅仅这么说，可能很多对于Docker了解不是很深的人，会感到困惑。先来回顾一下Docker的基本架构。

Docker使用客户端-服务器架构。Docker客户端与Docker守护进程通信，后者负责构建、运行和分发Docker容器的繁重工作。

Dockerclient-DockerDaemon

Docker客户端和守护进程可以在同一系统上运行，也可以将Docker客户端连接到远程Docker守护进程。Docker客户端和守护进程使用RESTAPI通过UNIX套接字或网络接口进行通信。另一个Docker客户端是DockerCompose，它允许您使用由一组容器组成的应用程序。

下面来详细看一下Docker本身的组件：

dockerd-Docker守护进程本身。Docker体系中最高级别的组件，也是列出的唯一“Docker”产品。提供Docker所有优秀的UX功能。

(docker-)containerd-也是一个守护进程，监听Unix套接字，公开gRPC端点。处理所有低级容器管理任务、存储、镜像分发、网络连接等

(docker-)containerd-ctr-一个轻量级CLI，可直接与containerd通信。可以将其视为“docker”与“dockerd”的关系。

(docker-)runc-用于实际运行容器的轻量级二进制文件。处理与Linux功能（如cgroup、命名空间等）的低级接口

(docker-)containerd-shim-runC实际运行容器后，它退出（允许我们没有任何长时间运行的进程负责我们的容器）。shim是位于containerd和runc之间的组件，以促进这一点。

关于Dockerd与Containerd，这里还需要更加详细的讲解一下。

Containerd是Docker生态系统中最近的项目之一，其目的是打破Docker架构的更多模块化，并相对于其他行业参与者（云提供商和其他编排服务）更具中立性。

据Docker创始人之一SolomonHykes介绍，自2016年4月纳入以来，containerd已部署在数百万台机器上。宣布的扩展Containerd路线图得到了阿里云、AWS、谷歌、IBM、微软和容器生态系统其他活跃成员等云提供商和参与者的意见。

更多Docker引擎功能将被添加到Containerd中，以便将提供在Linux和Windows主机上管理容器所需的所有核心原语：

-容器执行和监督

-网络接口管理

-本地存储

-原生管道级别API

-完整的OCI支持，包括扩展的OCI图像规范

要构建、发布和运行容器化应用程序，既可以继续使用Docker，但如果希望寻找专用组件，您可以考虑使用containerd。

是第一个基于runC（基于开放容器倡议技术的运行时）和containerd构建的版本,结构如下：

注意，上面的DockerEngine，在Docker二进制代码中，就是Docker；执行顺序如下：

更详细的介绍，参见下图：

各个组件的详细功能介绍：

当我们详细理解DockerContaier的运行机制之后，再来看看Docker+Wasm的运行架构图，就可以更加理解Docker是如何运行Wasm的了。

说了这么多理论，运行一个例子看看吧。

要在docker中使用WASM，需要DockerDesktop预览版。如果现有版本的dockerDesktop，请卸载该版本并使用以下与桌面操作系统相关的任何链接安装docker桌面技术预览版，然后更改设置：

使用Rust编写代码，首先新建一个项目：

cargonewhello-docker

结果：

更改:

fnmain(){println!("你好,Docker+Wasm!");}

此时Rust应用程序已编写完成,下面开始将Rust代码编译成Wasm代码。

切换到hello-docker目录并运行以下Cargo命令将Rust应用程序编译为wasm32-wasi二进制文件。这将创建一个Wasm字节码二进制文件，该二进制文件将在任何具有WebAssembly运行时的系统上运行。

rustuptargetaddwasm32-wasi

cargobuild--targetwasm32-wasi--release

该命令将编译后的二进制文件输出到hello-docker/target/wasm32-wasi/release文件夹中。

我们将在接下来的步骤中在Docker的帮助下执行它。但是，在此之前，我们将其构建为OCI映像，以便可以将其存储在DockerHub中并由Docker执行。

Docker可以将Wasm模块打包到OCI镜像中。

现在开始编写Dockerfile，从临时基础映像开始，复制Wasm模块，并将程序设置为作为Wasm二进制文件执行。

FROMscratchCOPY./target/wasm32-wasi/release//[""]

创建Dockerfile后，运行以下命令来构建映像。该命令需要在命令行中进入Dockerfile位于同一目录中：

dockerbuildxbuild--platformwasi/wasm--provenance=false-tdocker-wasm:0.1.

命令中，--platformwasi/wasm标志将映像的目标操作系统设置为wasi，将目标架构设置为wasm。-tdocker-wasm:0.1标记镜像“docker-wasm:0.1”，末尾的句点告诉Docker使用当前目录中的Dockerfile。

执行结果：

运行以下命令来验证新映像是否存在：

dockerimages

至此，Wasm应用程序已打包在OCI镜像中。

这是一个可选步骤。如果不关心使用DockerHub，请跳过它。但是，如果您执行此步骤，则需要一个DockerID。

运行以下命令以使用您自己的DockerID标记映像，以便您可以将其推送到您自己的DockerHub存储库。我的DockerID是hintcnuie，所以我将运行下面的命令。

dockertagdocker-wasm:0.1hintcnuie/docker-wasm:0.1dockerpushhintcnuie/docker-wasm:0.1

执行结果：

在DockerHub中的镜像：

需要或更高版本才能完成此步骤。

运行以下命令告诉Docker运行OCI镜像中打包的Wasm应用程序。这是一个包含多行的单个命令：

dockerrun--rm--name=dockerwasm\--runtime=\--platform=wasi/wasm\hintcnuie/docker-wasm:0.1

--runtime=标志是Docker告诉containerd使用runwasicontainerdshim并调用WasmEdge来运行镜像中打包的Wasm模块的方式。

结果：

可以看到，在命令行中，“你好，Docker+Wasm！”被成功打印出来，这也证明我们的Wasm代码成功在Docker上执行了。

这个例子，演示了使用Docker构建、共享和运行Wasm应用程序！

Docker不断在DockerDesktop中添加功能并改进对Wasm的支持。最新的技术预览版(4.24)支持以下Wasm运行时：

wasmtime

WasmEdge

Spin

slight

wasmer

lunatic

wws

尽管现在来说，Docker与Wasm的应用还是处于早期，但是，在云原生方面，Wasm的方向是明确的，WebAssembly应用程序必将改变云计算的游戏规则。

这也只是Docker和Wasm的冰山一角！