笔者个人理解：gitlab-runner 安装后就是一个监听状态的 runner，而通过 gitlab-runner register 注册的“实例”其实只是预定义的配置节，当消息抵达后，gitlab-runner 根据消息内容选择相应的配置节启动执行线程。为了方便阐述和理解，本文也将每个配置节/执行线程称为 runner 实例。

runner executor

runner 实例的执行环境，一般用的较多的是 shell 和 docker，这两者的区别无需赘述。

让人困惑的是其它一些 executor：比如 Docker-SSH 和 Docker-SSH+machine（从 GitLab Runner 10.0 开始, Docker-SSH 和 Docker-SSH+machine executors 被废弃了，并且将在后续某个版本中移除）；还有 Docker machine，这个概念原本是 Docker 提出的，但是后面被 Docker 弃用了，GitLab 为了向前兼容保留了下来，也可以不用细究。

对于 docker executor 来说，runner 执行 job 的流程如下（摘自官网）：

1. The runner starts a Docker container using the defined entrypoint. The default from Dockerfile that may be overridden in the .gitlab-ci.yml file.
2. The runner attaches itself to a running container.
3. The runner prepares a script (the combination of before_script, script, and after_script).
4. The runner sends the script to the container’s shell stdin and receives the output.

显然，第 1 步要启动容器，如果 runner 本身是以 docker 容器方式安装运行的，那么就涉及到 Docker-in-Docker 的概念了。

Docker-in-Docker

有些时候，我们需要在容器内部执行 docker 指令，一般有两种方式：

1. 挂载宿主机 docker 环境。启动容器时挂载 /var/run/docker.sock，这样在容器内执行 docker 指令其实就等同于在容器外(宿主机中)执行 docker 指令。比如 docker build 构建一个镜像，该镜像并不存在于容器内部，而是在宿主机中。所以该方法并不是严格意义上的 docker in docker。
2. 容器内部有自己的一套 docker 环境。使用 docker:dind 镜像，可以直接使用它作为主容器，或是作为其它容器的服务容器（其它容器与之通信）。它在 docker 镜像（该镜像只包含客户端指令集）基础上安装了 Docker Daemon，因此可作为独立的 docker 环境使用，是真正意义上的 docker in docker。然而，除非你真正需要在容器内嵌套容器，或者某些场景下无法使用第 1 种方式，否则还是建议避免使用该方式。

这两种方式需要执行指令的容器处于 privileged mode，有一定的安全风险(privileged=true 将使得容器内 root 拥有宿主 root 的权限，否则只是宿主机上的普通用户)，因此市面上又出现了一种 Using Nestybox sysbox Docker runtime 的方法，感兴趣的朋友请查阅参考资料，此处按过不表。

in gitlab-runner

如前所述，以 docker 方式安装 runner，且 executor 采用 docker，那么就要 Docker-in-Docker。因为 runner 只是启动新容器，不要求启动的容器在 runner 容器内部，我们可以采用第 1 种方式，如下：

docker run -d --name gitlab-runner --restart always \
  -v /srv/gitlab-runner/config:/etc/gitlab-runner \
  -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \  # 挂载 socket
  gitlab/gitlab-runner:latest

另外，如果 docker executor 在 CI/CD job 中涉及到 docker 指令，那么也要 Docker-in-Docker。关键步骤如下：

1. 注册 runner 实例，并配置其启动的容器为 privileged mode（注意配置的是每次 job 执行时启动的容器，而 runner 所在的容器，且 runner 并不一定是 docker 形式）。

sudo gitlab-runner register -n \
  --executor docker \
  --docker-image "docker:20.10.16" \
  --docker-privileged \  # privileged mode
  --other arguments

2. 接下来，可以选择任一种方式实现 Docker-in-Docker：
   • 在 config.toml 中增加卷映射 volumes = ["/cache", "/var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock"]。
   • 或者在 .gitlab-ci.yml 中指定 docker:dind 如：

   services:
       - docker:20.10.16-dind
   

TLS 配置

如果在第 2 步采用 docker:dind 方式，那么由于涉及到容器间通信，需要选择是否启用 TLS。

若是，则在注册 runner 实例时，增加一个参数 --docker-volumes "/certs/client", 也可手动编辑 config.toml，增加卷映射 volumes = ["/certs/client", "/cache"];然后在 .gitlab-ci.yml 中设置变量 DOCKER_TLS_CERTDIR: "/certs"。

若否，则在 .gitlab-ci.yml 中设置变量 DOCKER_TLS_CERTDIR: "" 和 DOCKER_HOST: tcp://docker:2375。

TLS 若未正确配置，会报 Cannot connect to the Docker daemon at tcp://docker:2375. Is the docker daemon running? 错误。

参考资料

How To Run Docker in Docker Container 3 Easy Methods