原文链接 https://lingxiankong.github.io/2015-12-31-swarm-source-code-analysis.html
注：以下为加速网络访问所做的原文缓存，经过重新格式化，可能存在格式方面的问题，或偶有遗漏信息，请以原文为准。
本文适合Go语言和Swarm的初学者
在我之前的一篇博客中，我在本地mac机器上搭建了swarm。前两天刚刚看完了Go的基础教程，所以，我就顺着swarm搭建的步骤，来尝试阅读swarm的源码。
因为我搭建swarm集群时使用的是swarm的docker镜像，所以就从swarm中的dockerfile文件开始吧。
swarm dockerfile
swarm的dockerfile很简单，只有十几行。在镜像中安装了swarm，暴漏2375端口，容器入口命令为swarm。
也就是说，我使用docker run --rm swarm create命令获取token时，实际上在swarm容器里运行的是swarm create命令。同样，执行docker run -d swarm join --addr=192.168.33.12:2375 token://a3ec81af8d0d0690fcaf2ac95042f771，等同于在容器里执行swarm join...命令，但注意，此时，容器是以deamon方式运行，容器中应该有后台服务在跑。
由此推测，swarm肯定有命令行解析程序。
swarm命令行
Go程序的入口函数是main，刚好swarm主目录下就有main.go文件，里面就有main函数。main函数很简单：
func main() {
cli.Run()
}
swarm使用了github上的https://github.com/codegangsta/cli项目，其实就是类似于Python中的argparse模块，提供命令行解析功能。有兴趣的可以阅读该项目的readme。
swarm定义了两个命令行参数，debug和log-level，无关痛痒。同时提供了4个命令，create, list, manage, join，这四个命令我在创建swarm集群时都用到了。
swarm join
在使用docker hub提供的token机制做服务发现时（虽然没有成功），我用的第一个命令就是join，将本节点加入swarm集群，命令见上。
join支持4个参数：
{
Name: "join",
ShortName: "j",
Usage: "join a docker cluster",
Flags: []cli.Flag{flJoinAdvertise, flHeartBeat, flTTL, flDiscoveryOpt},
Action: join,
},
参数定义在cli/flags.go中，分别表示本机docker engine的服务地址、心跳值、TTL和服务发现的参数（就是token://XXX字符串）。用这几个参数调用discovery包种的New和Register方法。
discovery register
接着找到discovery包种的New方法，发现读取了一个map类型的全局变量discoveries，其值是Discovery类型，但在discovery.go文件中却没有找到对discoveries的赋值，隐隐约约觉得，swarm官网所谓的可插拔的discovery backends，估计就是在各自的包中往discoveries中注册内容。
于是，直接到discovery/token/token.go中找init，果不其然：
func init() {
Init()
}
// Init is exported
func Init() {
discovery.Register("token", &Discovery{})
}
对于token机制的服务发现来说，节点的注册就是往https://discovery.hub.docker.com/v1/clusters/<token>?ttl=180的URL发送了POST请求，请求的body体是命令行中的addr值。
我之前使用token方式之所以失败，就是因为国内对discovery.hub.docker.com域名的访问受限导致。
同时，应该注意，join命令不会退出，而是在一个死循环中，每隔一段时间（心跳间隔），都会做一次注册的动作，以此保证自身对swarm manager的可见性。
当然，除了docker hub token的方式，swarm还提供了很多服务发现的plugin，在官网上有很好的介绍，其代码结构与token.go类似。
如果是node或file的方式，不需要在各个agent节点上执行join命令。相应的，它们也没有Register方法。
swarm manage
manage是swarm最为重要的管理命令。一旦swarm manage命令在Swarm节点上被触发，则说明用户开始管理Docker集群了。manage命令的参数也比较多，我就不一一细说。主要的参数是容器放置策略、过滤器、支持HA的参数、安全访问TLS等。
在manage函数中，依次创建discovery、strategy、filters、scheduler（使用strategy、filter）、cluster（使用discovery, scheduler）对象，最终创建API服务，监听API请求。
其中，创建cluster对象时，同时启动了docker主机的刷新线程。一个线程定时查询集群中的增删主机，轮询时间由heartbeat参数决定，另一个线程根据查询的结果维护内存中的所有docker主机信息。cluster对象中维护了engines列表，即各个docker主机的信息。
discoveryCh, errCh := cluster.discovery.Watch(nil)
go cluster.monitorDiscovery(discoveryCh, errCh)
manage命令会启动HTTP server，接收API请求。swarm目前对外提供的API定义都在api/primary.go中：
var routes = map[string]map[string]handler{
"HEAD": {
"/containers/{name:.*}/archive": proxyContainer,
},
"GET": {
"/_ping": ping,
"/events": getEvents,
"/info": getInfo,
"/version": getVersion,
"/images/json": getImagesJSON,
"/images/viz": notImplementedHandler,
"/images/search": proxyRandom,
"/images/get": getImages,
"/images/{name:.*}/get": proxyImageGet,
"/images/{name:.*}/history": proxyImage,
"/images/{name:.*}/json": proxyImage,
"/containers/ps": getContainersJSON,
"/containers/json": getContainersJSON,
"/containers/{name:.*}/archive": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/export": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/changes": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/json": getContainerJSON,
"/containers/{name:.*}/top": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/logs": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/stats": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/attach/ws": proxyHijack,
"/exec/{execid:.*}/json": proxyContainer,
"/networks": getNetworks,
"/networks/{networkid:.*}": proxyNetwork,
"/volumes": getVolumes,
"/volumes/{volumename:.*}": proxyVolume,
},
"POST": {
"/auth": proxyRandom,
"/commit": postCommit,
"/build": postBuild,
"/images/create": postImagesCreate,
"/images/load": postImagesLoad,
"/images/{name:.*}/push": proxyImagePush,
"/images/{name:.*}/tag": postTagImage,
"/containers/create": postContainersCreate,
"/containers/{name:.*}/kill": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/pause": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/unpause": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/rename": postRenameContainer,
"/containers/{name:.*}/restart": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/start": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/stop": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/wait": proxyContainerAndForceRefresh,
"/containers/{name:.*}/resize": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/attach": proxyHijack,
"/containers/{name:.*}/copy": proxyContainer,
"/containers/{name:.*}/exec": postContainersExec,
"/exec/{execid:.*}/start": postExecStart,
"/exec/{execid:.*}/resize": proxyContainer,
"/networks/create": postNetworksCreate,
"/networks/{networkid:.*}/connect": proxyNetworkContainerOperation,
"/networks/{networkid:.*}/disconnect": proxyNetworkContainerOperation,
"/volumes/create": postVolumesCreate,
},
"PUT": {
"/containers/{name:.*}/archive": proxyContainer,
},
"DELETE": {
"/containers/{name:.*}": deleteContainers,
"/images/{name:.*}": deleteImages,
"/networks/{networkid:.*}": deleteNetworks,
"/volumes/{name:.*}": deleteVolumes,
},
}
创建container
就跟在openstack中创建虚拟机一样，跟踪一下swarm中创建container的流程，几乎就可以了解swarm中全部的运行机制了。但读完创建容器的代码，发现相比openstack，swarm中的逻辑还是比较简单，可能还是个新项目，并且在生产环境中使用的还不多，并没有考虑openstack中早已碰到的并发效率等问题，而且调度模块也不像openstack那样是一个独立的服务。但如果真的是弄成独立的服务了，又会失去轻量的优势。
根据上面的URL路由，创建虚拟机由postContainersCreate函数处理，并最终走到cluster对象的createContainer方法处理。
容器名称唯一性判断、生成SwarmID、选取docker主机等操作都是在scheduler的锁中进行，然后调用engine对象的Create方法创建容器，最后在锁中删除cluster对象pendingContainers中对应的中间态容器。
选取docker主机时，新建了一个列表对象nodes，其实是跟engines对应，基本信息都是从engines而来，但会考虑所有正在创建中的容器（计算可用的cpu和memory）。