分析对象：github.com/containerd/containerd v2.1.8/home/lin/src/github.com/containerd-2.1.8
containerd 是云原生容器运行时的 核心基础设施层 ，介于编排系统（Kubernetes）和底层运行时（runc）之间：
容器生命周期管理 ：创建/启动/停止/删除容器镜像分发与存储 ：pull/push/内容寻址存储执行与运行时 ：任务管理、shim 进程管理快照与差异 ：overlayfs/btrfs/devicemapper 快照CRI 兼容 ：直接对接 kubelet
Snapshotter (overlayfs/btrfs)
#
能力
对应模块
1
Plugin 体系 插件注册/依赖解析/初始化
2
gRPC + ttrpc 双协议 daemon 暴露 gRPC，shim 通信用 ttrpc
3
Metadata 存储 BoltDB + 8 类 bucket
4
Content 寻址存储 CAS (Content Addressable Storage)
5
Snapshot 管理 overlayfs/btrfs/devicemapper/native
6
Diff 计算 walking diff / differ 插件
7
镜像管理 pull/push/unpack/resolve
8
Runtime 抽象 PlatformRuntime + Task 接口
9
Shim 进程管理 shim v2 (一容器一shim → 多容器一shim)
10
Sandbox 支持 Pod 级沙箱 + 独立控制器
11
事件系统 异步事件总线 + namespace 隔离
12
GC 回收 标记-清除式垃圾收集
13
Transfer 服务 统一传输接口 (pull/push/import/export)
14
CRI 插件 CRI 兼容层 (Pod/Sandbox/Container)
15
NRI 集成 Node Resource Interface 插件
模块
行数
文件数
功能
api/38,331
108
Protobuf API 定义 + gRPC/ttrpc 服务桩
core/37,903
181
核心业务逻辑（metadata/content/snapshot/diff/runtime/sandbox/images/remotes/mount/transfer/events/leases/streaming/unpack/containers/introspection/metrics）
internal/31,572
205
内部工具（shim/runtime/task/userns/eventq/nri/erofs/kmutex/registrar/failpoint…）
cmd/19,796
125
CLI入口（containerd/ctr/shim/stress）+ builtins
plugins/17,944
99
插件实现（gc/sandbox/restart/transfer/streaming/cri/metadata/events/nri/leases/services/imageverifier）
pkg/16,495
149
公共工具包（oci/archive/shim/filters/sys/cio/netns/tracing/progress/namespaces/reference/gc/…）
client/6,744
30
Go SDK（New/Container/Task/Image/Pull/Transfer/Events/…）
contrib/1,951
15
贡献代码（apparmor/seccomp/nvidia/gce）
defaults/251
8
默认配置常量
version/41
1
版本信息
子模块
行数
功能
metadata/6,217
BoltDB 元数据存储（containers/images/content/gc/leases/namespaces）
mount/2,155
Mount 操作封装
images/1,135
镜像管理
content/617
内容寻址存储接口
unpack/599
镜像解压
runtime/554
运行时抽象（PlatformRuntime/Task/IO）
remotes/516
远程仓库访问
sandbox/411
沙箱管理
diff/684
差异计算
snapshots/397
快照管理接口
leases/245
租约管理
events/80
事件接口
transfer/178
传输服务
streaming/47
流管理
containers/117
容器数据模型
introspection/30
自省服务
Layer 5: Shim (cmd/shim + internal/shim)
Layer 4: Plugin 体系 (plugins/ + internal/)
Layer 2: Client SDK (client/)
gRPC Services
ttrpc Services
Protobuf Types
Metadata (BoltDB)
Snapshotter
Content Store
Docker Hub (Registry)
Transfer Service
containerd Client
用户/Controller
Metadata (BoltDB)
Snapshotter
Content Store
Docker Hub (Registry)
Transfer Service
containerd Client
用户/Controller
loop
[每个 layer blob]
client.Pull("docker.io/library/nginx:latest")
Transfer.Pull(ref)
Resolve ref → 获取 manifest digest
Fetch manifest
WriteBlob(manifest)
Fetch config blob
WriteBlob(config)
Fetch layer blob
WriteBlob(layer)
Unpack(layer blobs) → Apply diff
CreateImage("nginx:latest", manifest digest)
Image
*Image
Metadata
runc
containerd-shim
Shim Manager
Tasks Service (gRPC)
containerd Client
用户
Metadata
runc
containerd-shim
Shim Manager
Tasks Service (gRPC)
containerd Client
用户
container.NewTask(ctx, cio.NewCreator())
Create(request{containerID, bundle, rootfs, terminal, stdin, stdout, stderr})
Create(containerID, opts)
启动/复用 shim 进程
runc create --bundle <bundle>
容器已创建 (PID)
Task{PID, Status=created}
CreateResponse{PID}
Task
task.Start(ctx)
Start(request{containerID})
Start(containerID)
ttrpc Start
runc start <id>
Status=running
StartResponse{PID}
OK
plugin.Register()
V2DisabledFilter
plugin.NewContext()
grpcService → Register(grpcServer)
ttrpcService → RegisterTTRPC(ttrpcServer)
tcpService → RegisterTCP(tcpServer)
Type
值
描述
InternalPluginio.containerd.internal.v1内部插件
RuntimePluginio.containerd.runtime.v1运行时 v1
RuntimePluginV2io.containerd.runtime.v2运行时 v2
ServicePluginio.containerd.service.v1内部服务
GRPCPluginio.containerd.grpc.v1gRPC 服务
TTRPCPluginio.containerd.ttrpc.v1ttrpc 服务
SnapshotPluginio.containerd.snapshotter.v1快照驱动
DiffPluginio.containerd.differ.v1差异计算
MetadataPluginio.containerd.metadata.v1元数据
ContentPluginio.containerd.content.v1内容存储
GCPluginio.containerd.gc.v1GC 策略
EventPluginio.containerd.event.v1事件处理
LeasePluginio.containerd.lease.v1租约
StreamingPluginio.containerd.streaming.v1流管理
TransferPluginio.containerd.transfer.v1传输
SandboxStorePluginio.containerd.sandbox.store.v1沙箱存储
SandboxControllerPluginio.containerd.sandbox.controller.v1沙箱控制器
ShimPluginio.containerd.shim.v1Shim
CRIServicePluginio.containerd.cri.v1CRI 服务
NRIApiPluginio.containerd.nri.v1NRI
ImageVerifierPluginio.containerd.image-verifier.v1镜像验证
type Registration struct {
Type Type
ID string
Config interface { }
Requires [ ] Type
InitFn func ( * InitContext) ( interface { } , error )
}
type Server struct {
prometheusServerMetrics * grpc_prometheus. ServerMetrics
grpcServer * grpc. Server
ttrpcServer * ttrpc. Server
tcpServer * grpc. Server
config * srvconfig. Config
plugins [ ] * plugin. Plugin
ready sync. WaitGroup
}
服务
协议
监听
用途
gRPC Server
gRPC
Unix socket
客户端 API
ttrpc Server
ttrpc
Unix socket
Shim 通信
TCP Server
gRPC+TLS
TCP
远程访问
Metrics
HTTP
TCP
Prometheus
Debug
HTTP
TCP
pprof/expvar
Service
包
功能
Containersapi/services/containers/v1
容器 CRUD
Contentapi/services/content/v1
内容存储
Diffapi/services/diff/v1
差异计算
Eventsapi/services/events/v1
事件订阅
Imagesapi/services/images/v1
镜像管理
Leasesapi/services/leases/v1
租约管理
Namespacesapi/services/namespaces/v1
命名空间
Snapshotsapi/services/snapshots/v1
快照管理
Tasksapi/services/tasks/v1
任务管理
Transferapi/services/transfer/v1
传输服务
Sandboxapi/services/sandbox/v1
沙箱管理
Versionapi/services/version/v1
版本信息
Introspectionapi/services/introspection/v1
自省
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