数据卷概述

数据卷实际上就是宿主机上的目录或者是文件，可以被直接mount 到容器当中使用 。

实际生成 环境中，需要针对不同类型的服务、不同类型的数据存储要求做相应的规划， 最终保证服务的可扩展性、稳定性以及数据的安全性。

为docker run 命令使用-v 选项即可使用volume，其实也就是将宿主机的文件挂载到容器中，默认挂载为rw的权限。

数据卷的特点

  1. 数据卷是目录或者文件，并且可以在多个容器之间共同使用 。
  2. 对数据卷更改数据容器里面，会立即更新 。
  3. 数据卷的数据可以持久保存，即使删除使用使用该容器卷的容器也不 影响 。
  4. 在容器里面的写入数据，不会影响到镜像本身

数据卷使用场景

  1. 日志输出
  2. 静态web页面
  3. 用配置文件
  4. 多容器间目录或文件共享

存储卷用法选项

  • -v选项：将存储卷挂载到哪个目录下
  • –volume-from选项：从哪个容器主机进行复制

Docker挂载方式

在Docker中，要想实现数据的持久化（所谓Docker的数据持久化即数据不随着Container的结束而结束），需要将数据从宿主机挂载到容器中。

目前Docker提供了三种不同的方式将数据从宿主机挂载到容器中

volumes

Docker管理宿主机文件系统的一部分，默认位于 /var/lib/docker/volumes 目录中；（最常用的方式）

由上图可以知道，目前所有Container的数据都保存在了这个目录下边，由于没有在创建时指定卷，所以Docker帮我们默认创建许多匿名（就上面这一堆很长ID的名字）卷。

bind mounts

意为着可以存储在宿主机系统的任意位置；（比较常用的方式）

但是，bind mount在不同的宿主机系统时不可移植的，比如Windows和Linux的目录结构是不一样的，bind mount所指向的host目录也不能一样，这也是为什么bind mount不能出现在Dockerfile中的原因，因为这样Dockerfile就不可移植了。

tmpfs

挂载存储在宿主机系统的内存中，而不会写入宿主机的文件系统；（一般都不会用的方式）

三者区别

三种方式的示意图如下所示：

img

命令格式

docker run -v 路径:容器内部路径:权限 镜像id

示例
docker run --name $CONTAINER_NAME -it \
-v $PWD/$CONTAINER_NAME/app:/app:rw \
-v $PWD/$CONTAINER_NAME/data:/data:ro \
avocado-cloud:latest /bin/bash
参数解释
  • 命令格式：[[HOST-DIR:]CONTAINER-DIR[:OPTIONS]]]
  • 如果指定HOST-DIR则必须是绝对路径，如果路径不存在则会自动创建
  • 实例中的rw为读写，ro为只读，不写默认为rw读写

volume(数据卷挂载)

Docker数据卷是经过特殊设计的目录，可以绕过联合文件系统（UFS），为一个或多个容器提供访问。数据卷设计的目的在于对数据的持久化，它完全独立于容器的生命周期，因此Docker不会在删除容器时删除其挂载的数据卷，也不会存在类似垃圾收集的机制。

┌────────────────────────────────────────┐
│             Docker Host                │
│                                        │
│┌────────────────┐┌────────────────────┐│
││    Docker      ││ Local File System  ││
││                ││                    ││
││ ┌──────────┐   ││                    ││
││ │Container1│-------------            ││
││ └──────────┘   ││        |           ││
││ ┌──────────┐   ││   ┌──────────────┐ ││
││ │Container2│--------│Directory/File│ ││
││ └──────────┘   ││   └──────────────┘ ││
││ ┌──────────┐   ││        |           ││
││ │Container3│-------------            ││
││ └──────────┘   ││                    ││
│└────────────────┘└────────────────────┘│
└────────────────────────────────────────┘

数据卷特性

是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它绕过 UFS，可以提供很多有用的特性：

  • 数据卷 可以在容器之间共享和重用
  • 对 数据卷 的修改会立马生效
  • 对 数据卷 的更新，不会影响镜像
  • 数据卷 默认会一直存在，即使容器被删除

注意：数据卷 的使用，类似于 Linux 下对目录或文件进行 mount，镜像中的被指定为挂载点的目录中的文件会隐藏掉，能显示和看的是挂载的 数据卷，而不是被作为挂载点儿的目录中原来的内容。

使用场景

卷是在Docker容器和服务中保存数据的首选方式。卷的一些用例包括

  • 在多个运行容器之间共享数据。如果您没有明确创建它，则会在第一次将其装入容器时创建卷。当该容器停止或被移除时，该卷仍然存在。多个容器可以同时安装相同的卷，无论是读写还是只读。仅当您明确删除卷时才会删除卷。
  • 当您想要将容器的数据存储在远程主机或云提供商上而不是本地时。
  • 当您需要备份，还原或将数据从一台Docker主机迁移到另一台时，卷是更好的选择。您可以停止使用卷的容器，然后备份卷的目录实现数据的备份和迁移（如/var/lib/docker/volumes/<volume-name>）。

语法

mount 方式

--mount type=volume, source=数据卷名, target=容器中的挂载点

  • type 的值可以是 volume , bind , tmpfs 默认是 volume
  • source 也可以简写成 src
  • target 可以简写成 dst
-v 方式

或者 -v 数据卷名:容器中的挂载点

两者区别

最初，-v 或 --volume 标志用于独立容器，而 --mount 标志用于群集服务。但是，从 Docker 17.06 开始，也可以在独立容器上使用 --mount。一般来说，--mount 更明确和详细。最大的不同在于 -v 语法将所有选项组合在一个字段中，而 --mount 语法将它们分开。下面是每个标志的语法比较。

初学者应该使用 --mount 语法。有经验的用户会更熟悉 -v 和 --volume 语法，但是仍然建议使用 --mount 语法，因为调查显示它更加易用。

如果需要指定卷驱动器选项，必须使用 --mount。

volume 标志

-v 或 –volume 标志：由三个由冒号（:）分隔的字段组成。这些字段必须按照正确的顺序排列，每个字段的含义并不明显。

  • 对于命名卷，第一个字段是卷的名称，并且在给定主机上是唯一的。对于匿名卷，第一个字段被省略。
  • 第二个字段是文件或目录在容器中的挂载路径。
  • 第三个字段是可选的，并且是一个逗号分隔的选项列表，例如ro、consistent、delegated、cached、z 和 Z。
mount 标志

–mount 标志：由多个名值对组成，逗号分隔，每个键值由=元组组成。–mount 语法比 -v 或 –volume 更冗长，但键的顺序并不重要，并且标志的值更易于理解。

  • 要挂载的类型 type，可以是 bind、volume 或 tmpfs。本主题主要使用 volume。
  • 要挂载的源 source，对于有名字的卷，这里是卷的名字。对于匿名卷忽略这个字段。可以指定为 src 或 source。
  • 要挂载的目的地 destination，将文件或目录挂载在容器中的路径作为其值。 可能被指定为 destination、dst 或 target。
  • 只读选项 readonly，这个选项会使得挂载到容器中的绑定挂载只读。
  • 选项 bind-propagation，如果有这个选项则会改变绑定传播（bind propagation，参考下面部分）。可以是 rprivate, private, rshared, shared, rslave, slave。
  • 选项 consistency，仅用于 Docker for Mac。
  • –mount 标志不支持用于修改 selinux 标签的 z 和 Z 选项。
两者之间的表现差异
  • 因为 -v 或 --volume 标志在 Docker 已经使用了很久了，无法改变其表现。这意味着在 --mount 和 -v 之间的表现有差异。
  • 如果使用 -v 或 --volume 标志来绑定挂载 Docker 主机中不存在的文件或目录，-v 会为你创建一个端点。它会始终创建目录。
  • 如果使用 --mount 标志来绑定挂载 Docker 主机中不存在的文件或目录，Docker 不会自动为你创建，而是产生报错。
关数据卷和挂载目录提示
  • 如果将空卷挂载到容器中的含有内容的目录中，则会将这些内容复制到卷中。同样，如果您启动容器并指定一个尚不存在的卷，则会为您创建一个空卷。
  • 如果将一个bind mount 或非空的数据卷 挂载到容器中的一个非空目录中，则这些内容会被遮盖隐藏。隐藏的内容不会被删除或更改，此时也不可被访问。就像在 Linux 机器中使用 mount 命令一样的效果

基本使用

操作步骤
  1. 创建一个新的数据卷，之后运行一个容器，并把数据卷挂载到容器的一个目录/webapp 下。
  2. 在容器的 /webapp 目录下创建文件 nginx.txt 并写入一些内容
  3. 接着退出这个容器，并删除这个容器。
  4. 运行一个新的容器，并挂载刚才的数据卷到容器的目录 /yangge
  5. 观察容器目录 /yangge 下是否有之前创建的文件 nginx.txt
创建数据卷
docker volume create volume_test
----------------------------------
volume_test
挂载数据卷

启动一个容器并挂载一个已经创建好的数据卷

在用 docker run 命令的时候，使用 --mount 标记来将 数据卷 挂载到容器里。

下面创建一个名为 volume_test 的容器，并加载一个 数据卷 到容器的 /webapp 目录。

docker run -it  --mount source=volume_test,target=/webapp --name myanginx nginx  /bin/bash
创建文件

进入容器后，创建文件

cd /webapp
touch nginx.txt
echo "nginx server" > nginx.txt

img

退出并删除容器
docker rm myanginx

img

启动新容器

启动一个新的容器，并且把刚才的数据卷 volume_test 挂载到新的容器里

docker run -it --name alpine --mount source=volume_test,target=/yangge alpine /bin/bash
查看挂载点

接着查看容器中目录 /yangge 下是否有个刚才的文件 nginx.txt

cat /yangge/nginx.txt

img

查看数据卷

查看所有的数据卷
docker volume ls
.................
local               volume_test
查看数据卷元数据
docker volume inspect volume_test

显示信息

[
    {
        "CreatedAt": "2020-06-12T23:19:13-04:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/volume_test/_data",
        "Name": "volume_test",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]
删除数据卷
docker volume rm volume_test

数据卷 是被设计用来持久化数据的，它的生命周期独立于容器，Docker 不会在容器被删除后自动删除 数据卷，并且也不存在垃圾回收这样的机制来处理没有任何容器引用的 数据卷。如果需要在删除容器的同时移除数据卷。可以在删除容器的时候使用 docker rm -v 这个命令。

数据卷可能会占据很多空间，可以使用以下命令清理掉没有容器使用的 数据卷。
谨慎操作，这需要你确认现在暂时没有使用数据卷在以后也不会再使用，里面也没有有价值的数据。

docker volume prune

img

数据卷容器

命名的容器挂载数据卷，其他容器通过挂载这个容器实现数据共享，挂载数据卷的容器，就叫做数据卷容器。

┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        Docker Host                         │
│                                                            │
│┌───────────────────────────────────┐┌─────────────────────┐│
││              Docker               ││  Local File System  ││
││                                   ││                     ││
││ ┌──────────┐                      ││                     ││
││ │Container1│----------            ││                     ││
││ └──────────┘          |           ││                     ││
││ ┌──────────┐    ┌──────────────┐  ││   ┌──────────────┐  ││
││ │Container2│----│Data Container│-------│Directory/File│  ││
││ └──────────┘    └──────────────┘  ││   └──────────────┘  ││
││ ┌──────────┐          |           ││                     ││
││ │Container3│----------            ││                     ││
││ └──────────┘                      ││                     ││
│└───────────────────────────────────┘└─────────────────────┘│
└────────────────────────────────────────────────────────────┘
语法格式

我们可以通过使用docker run命令的--volumes-from选项挂载数据卷容器。该命令的完整格式为：$ docker run --volumes-from [CONTAINER_NAME]，这里的“CONTAINER_NAME”就是包含有数据卷的容器的名字

docker run -it  --volumes-from ubuntu_volume ubuntu /bin/bash
创建挂载容器

创建一个挂载容器并写入数据

docker run -it --name ubuntu_volume -v volume_test:/datavolume ubuntu /bin/bash

image-20210318150248217

创建数据卷容器

创建一个容器，使用--volumes-from命令使用刚刚创建的容器作为数据卷容器，并向上一个容器内部追加内容

# 创建容器并指定使用ubuntu_volume容器为数据卷容器
docker run -it  --volumes-from ubuntu_volume ubuntu /bin/bash
# 追加内容
echo "xxxxxxxxxxxxxx" >> volume_test.txt

image-20210318151150192

我们发现我们新创建的容器已经有了ubuntu_volume容器数据卷,同样可以多创建几个容器挂载，这样就做到了数据共享

删除数据卷容器
删除数据卷容器

在容器全部停止的状态下，使用docker rm -v命令来删除容器ubuntu_volume，指定-v选项是为了告诉Docker在删除容器的同时，也删除掉与容器相关联的数据卷

# 删除ubuntu_volume数据卷容器
docker rm -v ubuntu_volume
# 重新启动一个容器
docker start 8ff2715d8e7e

image-20210318152023959

查看容器数据

我们发现数据依旧存在

image-20210318152124498

结果表明Docker并没有删除容器ubuntu_volume所关联的数据卷，这是因为该数据卷仍被其他容器所关联，在这种情况下Docker并不会删除这些数据卷。

小结

使用数据卷容器，可以很方便地在容器之间共享数据，同时我们并不需要使用者确切地连接到一个已知的Docker宿主机上的文件或目录，这一点在多租户环境中十分重要，因为在这种情况下我们并不想暴露服务器过多的实际信息。

bind mount (绑定挂载)

就是挂载主机目录

与卷相比，绑定安装具有有限的功能，当您使用绑定挂载时，主机上的文件或目录被挂载到容器中，主机上的文件或目录必须是完整路径，不存在，它会根据需求被创建，您不能使用Docker CLI命令直接管理被挂载的目录或文件，会非常高效，但这点，依赖于具有特定目录结构的主机的文件系统。

副作用是您可以通过容器中运行的进程更改主机文件系统 ，包括创建，修改或删除重要的系统文件或目录。这是一个强大的能力，可能会对安全产生影响，包括影响主机系统上的非Docker进程。

使用场景

  • 从主机共享配置文件到容器。例如，Docker如何为容器提供DNS解析，默认情况下，通过将本地的/etc/resolv.conf从主机挂载到每个容器，。
  • 在Docker主机上的开发环境与容器之间共享源码。
  • 当需要保证Docker主机的文件或目录结构与容器所需的一致时。

基本使用

挂载目录

挂载一个主机目录到容器中

mount命令挂载

使用 --mount 标记可以指定挂载一个本地主机的目录到容器中去。

docker run -it --mount type=bind,source=/src/webapp,target=/opt/webapp/  --name webapp  alpine  /bin/sh
-v 命令挂载

也可以使用 ： -v /src/webapp:/opt/webapp，:前面部分是宿主机目录，后面部分是容器的挂载点

docker run -it -v /src/webapp:/opt/webapp/  --name webapp  alpine  /bin/sh
创建文件

进入容器后，创建文件

cd /opt/webapp
touch web.txt
echo "webapp" > web.txt
cat web.txt

img

退出并删除容器

退出并删除容器发现文件还存在宿主机目录

docker rm webapp
cat /src/webapp/web.txt

img

设置权限

Docker 挂载主机目录的默认权限是 读写，用户也可以通过增加 ro 指定为 只读。

docker run -it --mount type=bind,source=/src/webapp,target=/opt/webapp/:ro  --name webapp  alpine  /bin/sh

加了 ro之后，就挂载为 只读 了。如果你在容器内 /opt/webapp 目录新建文件，会显示如下错误

cat web.txt 
echo "webapp_readonly" > web.txt
touch webapp_readonly.txt

img

挂载文件

可以挂载单个本地文件到Docker容器中

docker run -it --mount type=bind,source=/src/webapp/web.txt,target=/opt/webapp/web.txt  --name webapp  alpine  /bin/sh
操作文件

操作挂载的web.txt

cat /opt/webapp/web.txt
echo "webapp_only_file" > /opt/webapp/web.txt
创建文件

在/opt/webapp 目录下 创建文件

touch /opt/webapp/webapp_only.txt
ls /opt/webapp/
退出并删除容器

退出并删除容器发现修改的文件已修改，但是容器内部创建的文件没有同步到外边

img

bind mount和volume差异

创建方式对比

对比项 bind mount volume
Source位置 用户指定 /var/lib/docker/volumes/
Source为空 覆盖dest为空 保留dest内容
Source非空 覆盖dest内容 覆盖dest内容
Source种类 文件或目录 只能是目录
可移植性 一般（自行维护） 强（docker托管）
宿主直接访问 容易（仅需chown） 受限（需登陆root用户）

Docker无法简单地通过sudo chown someuser: -R /var/lib/docker/volumes/somevolume来将volume的内容开放给主机上的普通用户访问，如果开放更多权限则有安全风险。

而这点上Podman的设计就要理想得多，volume存放在$HOME/.local/share/containers/storage/volumes/路径下，即提供了便捷性，又保障了安全性。无需root权限即可运行容器，这正是Podman的优势之一，实际使用过程中的确受益良多

bind mount命令区别

对比项 --volume 或 -v --mount type=bind
如果主机路径不存在 自动创建 命令报错