docker源码分析之容器日志处理与log-driver实现

2017-01-22 16:57:00
先知
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概要

本文将从docker(1.12.6)源码的角度分析docker daemon怎么将容器的日志收集出来并通过配置的log-driver发送出去,并结合示例介绍了好雨云帮中实现的一个zmq-loger。阅读本文,你也可以实现适合自己业务场景的log-driver。


阅读准备

本文适合能够阅读和编写golang代码的同学。

(1)首先你需要认知以下几个关键词:

  • stdout:

    标准输出,进程写数据的流。

  • stderr:

    错误输出,进程写错误数据的流。

  • 子进程:

    由一个进程(父进程)创建的进程,集成父进程大部分属性,同时可以被父进程守护和管理。

    (2)你需要知道关于进程产生日志的形式

    进程产生日志有两类输出方式,一类是写入到文件中。另一类是直接写到stdout或者stderr,例如php的echo python的print golang的fmt.Println("")等等。

    (3)是否知道docker-daemon与运行中container的关系?

    一个container就是一个特殊的进程,它是由docker daemon创建并启动,因此container是docker daemon的子进程。由docker daemon守护和管理。因此container的stdout能够被docker daemon获取到。基于此理论,我们来分析docker daemon相关代码。docker-daemon关于日志源码分析container实例源码# /container/container.go:62 type CommonContainer struct{ StreamConfig *stream.Config ... } # /container/stream/streams.go:26 type Config struct { sync.WaitGroup stdout *broadcaster.Unbuffered stderr *broadcaster.Unbuffered stdin io.ReadCloser stdinPipe io.WriteCloser }找到如上所示对应的代码,显示了每一个container实例都有几个属性stdout,stderr,stdin,以及管道stdinPipe。这里说下stdinPipe,当容器使用-i参数启动时标准输入将被运行,daemon将能够使用此管道向容器内写入标准输入。

    我们试想以上图例,如果是你,你怎么实现日志收集转发?# /container/container.go:312func(container *Container) StartLogger(cfg containertypes.LogConfig) (logger.Logger, error) { c, err := logger.GetLogDriver(cfg.Type)iferr != nil{returnnil, fmt.Errorf("Failed to get logging factory: %v", err) } ctx := logger.Context{ Config: cfg.Config, ContainerID: container.ID, ContainerName: container.Name, ContainerEntrypoint: container.Path, ContainerArgs: container.Args, ContainerImageID: container.ImageID.String(), ContainerImageName: container.Config.Image, ContainerCreated: container.Created, ContainerEnv: container.Config.Env, ContainerLabels: container.Config.Labels, DaemonName: "docker", }// Set logging file for "json-logger"ifcfg.Type == jsonfilelog.Name { ctx.LogPath, err = container.GetRootResourcePath(fmt.Sprintf("%s-json.log", container.ID))iferr != nil{returnnil, err } }returnc(ctx) } #/container/container.go:978func(container *Container) startLogging() error {ifcontainer.HostConfig.LogConfig.Type == "none"{returnnil// do not start logging routines} l, err := container.StartLogger(container.HostConfig.LogConfig)iferr != nil{returnfmt.Errorf("Failed to initialize logging driver: %v", err) } copier := logger.NewCopier(map[string]io.Reader{"stdout": container.StdoutPipe(), "stderr": container.StderrPipe()}, l) container.LogCopier = copier copier.Run() container.LogDriver = l// set LogPath field only for json-file logdriverifjl, ok := l.(*jsonfilelog.JSONFileLogger); ok { container.LogPath = jl.LogPath() }returnnil}第一个方法是为container查找log-driver。首先根据容器配置的log-driver类别调用:logger.GetLogDriver(cfg.Type)返回一个方法类型:/daemon/logger/factory.go:9 type Creator func(Context) (Logger, error)实质就是从工厂类注册的logdriver插件去查找,具体源码下文分析。获取到c方法后构建调用参数具体就是容器的一些信息。然后使用调用c方法返回driver。driver是个接口类型,我们看看有哪些方法:# /daemon/logger/logger.go:61typeLogger interface{ Log(*Message) error Name() stringClose() error }很简单的三个方法,也很容易理解,Log()发送日志消息到driver,Close()进行关闭操作(根据不同实现)。

    也就是说我们自己实现一个logdriver,只需要实现如上三个方法,然后注册到logger工厂类中即可。下面我们来看/daemon/logger/factory.go

    第二个方法就是处理日志了,获取到日志driver,在创建一个Copier,顾名思义就是复制日志,分别从stdout 和stderr复制到logger driver。下面看看具体关键实现:#/daemon/logger/copir.go:41func(c *Copier) copySrc(name string, src io.Reader) {deferc.copyJobs.Done() reader := bufio.NewReader(src)for{select{case<-c.closed:returndefault: line, err := reader.ReadBytes('\n') line = bytes.TrimSuffix(line, []byte{'\n'})// ReadBytes can return full or partial output even when it failed.// e.g. it can return a full entry and EOF.iferr == nil|| len(line) >0{iflogErr := c.dst.Log(&Message{Line: line, Source: name, Timestamp: time.Now().UTC()}); logErr != nil{ logrus.Errorf("Failed to log msg %q for logger %s: %s", line, c.dst.Name(), logErr) } }iferr != nil{iferr != io.EOF { logrus.Errorf("Error scanning log stream: %s", err) }return} } } }每读取一行数据,构建一个消息,调用logdriver的log方法发送到driver处理。日志driver注册器位于/daemon/logger/factory.go的源码实现即时日志driver的注册器,其中几个重要的方法(上文已经提到一个):# /daemon/logger/factory.go:21func(lf *logdriverFactory) register(name string, c Creator) error {iflf.driverRegistered(name) {returnfmt.Errorf("logger: log driver named '%s' is already registered", name) } lf.m.Lock() lf.registry[name] = c lf.m.Unlock()returnnil} # /daemon/logger/factory.go:39func(lf *logdriverFactory) registerLogOptValidator(name string, l LogOptValidator) error { lf.m.Lock()deferlf.m.Unlock()if_, ok := lf.optValidator[name]; ok {returnfmt.Errorf("logger: log validator named '%s' is already registered", name) } lf.optValidator[name] = lreturnnil}看起来很简单,就是将一个Creator方法类型添加到一个map结构中,将LogOptValidator添加到另一个map这里注意加锁的操作。#/daemon/logger/factory.go:13 type LogOptValidator func(cfg map[string]string) error这个主要是验证driver的参数 ,dockerd和docker启动参数中有:--log-opt好雨云帮自己实现一个基于zmq的log-driver上文已经完整分析了docker daemon管理logdriver和处理日志的整个流程。相信你已经比较明白了。下面我们以zmq-driver为例讲讲我们怎么实现自己的driver。直接接收容器的日志。

    上文我们已经谈了一个log-driver需要实现的几个方法。

    我们可以看看位于/daemon/logger目录下的已有的driver的实现,例如fluentd,awslogs等。

    下面我们来分析zmq-driver具体的代码://定义一个struct,这里包含一个zmq套接字typeZmqLogger struct{ writer *zmq.Socket containerId stringtenantId stringserviceId stringfelock sync.Mutex }//定义init方法调用logger注册器的方法注册当前driver//和参数验证方法。funcinit() {iferr := logger.RegisterLogDriver(name, New); err != nil{ logrus.Fatal(err) }iferr := logger.RegisterLogOptValidator(name, ValidateLogOpt); err != nil{ logrus.Fatal(err) } }//实现一个上文提到的Creator方法注册logdriver.//这里新建一个zmq套接字构建一个实例funcNew(ctx logger.Context) (logger.Logger, error) { zmqaddress := ctx.Config[zmqAddress] puber, err := zmq.NewSocket(zmq.PUB)iferr != nil{returnnil, err }var( env = make(map[string]string) tenantId stringserviceId string)for_, pair := rangectx.ContainerEnv { p := strings.SplitN(pair, "=",2)//logrus.Errorf("ContainerEnv pair: %s", pair)iflen(p) ==2{ key := p[0] value := p[1] env[key] = value } } tenantId = env["TENANT_ID"] serviceId = env["SERVICE_ID"]iftenantId == ""{ tenantId = "default"}ifserviceId == ""{ serviceId = "default"} puber.Connect(zmqaddress)return&ZmqLogger{ writer: puber, containerId: ctx.ID(), tenantId: tenantId, serviceId: serviceId, felock: sync.Mutex{}, }, nil}//实现Log方法,这里使用zmq socket发送日志消息//这里必须注意,zmq socket是线程不安全的,我们知道//本方法可能被两个线程(复制stdout和肤质stderr)调用//必须使用锁保证线程安全。否则会发生错误。func(s *ZmqLogger) Log(msg *logger.Message) error { s.felock.Lock()defers.felock.Unlock() s.writer.Send(s.tenantId, zmq.SNDMORE) s.writer.Send(s.serviceId, zmq.SNDMORE)ifmsg.Source == "stderr"{ s.writer.Send(s.containerId+": "+string(msg.Line), zmq.DONTWAIT) } else{ s.writer.Send(s.containerId+": "+string(msg.Line), zmq.DONTWAIT) }returnnil}//实现Close方法,这里用来关闭zmq socket。//同样注意线程安全,调用此方法的是容器关闭协程。func(s *ZmqLogger) Close() error { s.felock.Lock()defers.felock.Unlock()ifs.writer != nil{returns.writer.Close() }returnnil}func(s *ZmqLogger) Name() string{returnname }//验证参数的方法,我们使用参数传入zmq pub的地址。funcValidateLogOpt(cfg map[string]string) error {forkey := rangecfg {switchkey {casezmqAddress:default:returnfmt.Errorf("unknown log opt '%s' for %s log driver", key, name) } }ifcfg[zmqAddress] == ""{returnfmt.Errorf("must specify a value for log opt '%s'", zmqAddress) }returnnil}总结多研究源码可以方便我们理解docker的工作原理。今天我们分析了日志部分。希望读者对这部分功能能够理解得更清晰。

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