Kata Containers 下的 kubectl exec 流程

Docker exec 的原理参见 docker exec实现原理，这里讲了一些与 namespace 相关的知识。这是 kubectl exec 为什么可以工作的根本，在 Kata Containers 环境下，Agent 实际在负责类似于 docker exec 的功能。

Containerd

Containerd 在执行 exec 的时候，由 criService::ExecSync() 承接来自 kubelet 的 exec 请求，最终由 criService::execInternal() 完成对 Task::Exec() 方法的调用，构造了 ExecProcess 结构体。

用户传入的 shell 命令最终被保存在了 OCI Spec 中。大概的流程是先获取到当前 container 对应的 spec，然后将用户的命令保存在了 Spec::Process::Args 中，通过 ttrpc 传给了 Kata Shim。

Shim (Runtime)

Shim 的作用很简单，接受来自 containerd 的请求，将 exec process 注册并维护在自己的数据结构中，最后通过 ttrpc 将 exec 请求转发给 Agent。

shim_ctl::main::real_main() 启动了一个异步线程（如何一直等待呢？）去处理 containerd 发来的消息。runtimes::manager::RuntimeHandlerManager::handler_message() 将 req 区分为了创建请求（CreateContainer）和其他，其他请求由 runtimes::manager::RuntimeHandlerManager::handler_request() 处理。

Exec 的请求是 Request::ExecProcess，由 runtimes::virt_container_container_manager_manager::VirtContainerManager 处理。

1. 从 req 中取出 container id、stdin、stdout、stderr、terminal 等；
2. 从 VirtContainerManager 管理的容器中找出对应 container id 的容器实例 c（类型为 runtimes::virt_container_container_manager_manager::container::Container）；
3. 执行 c.exec_process()，这里只是保存了与 exec 相关的数据，比如 exec_id 类似与主键？，比如 stdin 标明 stdin 的输出路径等等。

至此，一个 exec process 被注册在了 shim 中。真正启动的是 start()，实际承接的是 runtimes::virt_container_container_manager_manager::container_inner::start_exec_process()。该方法根据 exec_id 找到对应的 Exec 结构体，然后调用 agent 的 exec_process()。

Agent

Agent 是实际 exec process 的执行方，它的原理是 fork 一份子进程（入口指令是 kata-agent init），然后在子进程中执行用户传入的命令（存储在 OCI Spec 中）。

Agent 侧的 RPC 接口的实现定义在 rpc::AgentService::exec_process()，将 req 一股脑构建到 rustjail::process::Process 结构体中，然后从 sandbox 中获取对应的 container 实例 ctr，调用 ctr.run(p) 执行 exec process。

ctr.run(p) 首先调用了 rustjail::container::LinuxContainer::start()，这个方法是 exec 流程的关键。Exec 核心就是启动了一个子进程（child），并在该子进程下调用 exec 的具体 shell 命令（命令就藏在 OCI Spec 中，子进程同时保存了一份 OCI Spec，可以自由获取命令并执行，具体可以看下 kata-agent init 命令）。

在下面的代码中，加入 pid namespace 是 exec 的关键步骤之一，具体可以参见 docker exec 原理。

Kata-agent init 命令实际由 rustjail::container::do_init_child() 方法承接，具体代码不看了（因为又臭又长），从功能上来看，它的作用是从 OCI Spec 中拿到用户想要执行的命令，然后执行就完事了！