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。

Docker+Wasm 整体架构

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containerd shim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。

回顾Docker 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。

Docker client - Docker Daemon

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 REST API 通过 UNIX 套接字或网络接口进行通信。 另一个 Docker 客户端是 Docker Compose，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。

Docker + Containerd关系

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 Solomon Hykes 介绍，自 2016 年 4 月纳入 Docker 1.11 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 Containerd 1.0 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

- 图片分发

- 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。

Docker Engine 1.11 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Docker Engine， 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Docker Contaier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。

二、运行Docker + Wasm的例子

要在 docker 中使用 WASM，需要 Docker Desktop预览版。 如果现有版本的 docker Desktop，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：

cargo new hello-docker

结果：

更改main.rs:

fn main() { 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。

将应用程序编译为 Wasm 二进制文件

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。

rustup target add wasm32-wasicargo build --target wasm32-wasi --release

该命令将编译后的 hello-docker.wasm Wasm 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 Docker Hub 中并由 Docker 执行。

将 Wasm 应用程序构建到 OCI 镜像中

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。

FROM scratchCOPY ./target/wasm32-wasi/release/hello-docker.wasm /hello-docker.wasmENTRYPOINT [ "hello-docker.wasm" ]

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：

docker buildx build --platform wasi/wasm --provenance=false -t docker-wasm:0.1 .

命令中，--platform wasi/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。 -t docker-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：

docker images

至此，Wasm 应用程序已打包在 OCI 镜像中。

将 Wasm 应用程序推送到 Docker Hub

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

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

docker tag docker-wasm:0.1 hintcnuie/docker-wasm:0.1docker push hintcnuie/docker-wasm:0.1

执行结果：

在Docker Hub 中的镜像：

使用 Docker 运行 Wasm 应用程序

需要 Docker Desktop 4.15 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：

docker run --rm --name=dockerwasm \--runtime=io.containerd.wasmedge.v1 \--platform=wasi/wasm \hintcnuie/docker-wasm:0.1

--runtime=io.containerd.wasmedge.v1 标志是 Docker 告诉 containerd 使用 runwasi containerd shim 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！

添加对更多Wasm运行时的支持

Docker 不断在 Docker Desktop 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：

wasmtimeWasmEdgeSpinslightwasmerlunaticwws结论

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！