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今天分享的主題是 Docker 數(shù)據(jù)卷。本文首發(fā)至犬小哈教程網(wǎng)：www.quanxiaoha.com

一、什么是數(shù)據(jù)卷？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)卷是一個(gè)可供一個(gè)或多個(gè)容器使用的特殊目錄，用于持久化數(shù)據(jù)以及共享容器間的數(shù)據(jù)，它以正常的文件或目錄的形式存在于宿主機(jī)上。 另外，其生命周期獨(dú)立于容器的生命周期，即當(dāng)你刪除容器時(shí)，數(shù)據(jù)卷并不會(huì)被刪除。

二、為什么需要數(shù)據(jù)卷？

Docker 鏡像由多個(gè)文件系統(tǒng)（只讀層）疊加而成。Docker 會(huì)加載只讀鏡像層，并在鏡像棧頂部添加一個(gè)讀寫層。當(dāng)運(yùn)行容器后，如果修改了某個(gè)已存在的文件，那么該文件將會(huì)從下面的只讀層復(fù)制到上面的讀寫層，同時(shí)，該文件在只讀層中仍然存在。當(dāng)我們刪除 Docker 容器，并通過(guò)鏡像重新啟動(dòng)容器時(shí)，之前的更改的文件將會(huì)丟失。

那么，要如何解決數(shù)據(jù)持久化的問(wèn)題呢？于是，Docker 提出了 Volume 數(shù)據(jù)卷的概念。

三、數(shù)據(jù)卷特性

• 數(shù)據(jù)卷可以在容器之間共享和重用；
• 對(duì)數(shù)據(jù)卷的修改會(huì)立刻生效；
• 更新數(shù)據(jù)卷不會(huì)影響鏡像；
• 數(shù)據(jù)卷默認(rèn)一直存在，即使容器被刪除；

四、掛載數(shù)據(jù)卷

Docker 提供了 3 種不同的方式將數(shù)據(jù)從宿主機(jī)掛載到容器中。

4.1 volume (最常用的方式)

volume : Docker 管理宿主機(jī)文件系統(tǒng)的一部分，默認(rèn)位于 /var/lib/docker/volumes 目錄下, 也是最常用的方式。

看上圖，所有的 Docker 容器數(shù)據(jù)都保存在 /var/lib/docker/volumes 目錄下。若容器運(yùn)行時(shí)未指定數(shù)據(jù)卷， Docker 創(chuàng)建容器時(shí)會(huì)使用默認(rèn)的匿名卷（名稱為一堆很長(zhǎng)的 ID）。

注意：Mac 系統(tǒng)中， Docker 是基于虛擬機(jī)的 ，必須登錄到虛擬機(jī)里面，登錄后在目錄 /var/lib/docker/volumes/ 下即可找到數(shù)據(jù)卷。

4.2 bind mount（比較常用的方式）

bind mount: 意為可以存儲(chǔ)在宿主機(jī)中的任意位置。需要注意的是，bind mount 在不同的宿主機(jī)系統(tǒng)時(shí)不可移植的，比如 Windows 和 Linux 的目錄結(jié)構(gòu)是不一樣的，bind mount 所指向的 host 目錄也不一樣。這也是為什么 bind mount 不能出現(xiàn)在 Dockerfile 中的原因所在，因?yàn)檫@樣 Dockerfile 就不可移植了。

4.3 tmpfs mount (一般不用這種方式)

tmpfs mount : 掛載存儲(chǔ)在宿主機(jī)的內(nèi)存中，而不會(huì)寫入宿主機(jī)的文件系統(tǒng)，一般不用此種方式。

五、Volume 使用

5.1 創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)卷

執(zhí)行如下命令創(chuàng)建數(shù)據(jù)卷：

docker volume create test-vol

5.2 查看所有的數(shù)據(jù)卷

docker volume ls

5.3 查看數(shù)據(jù)卷信息

執(zhí)行如下命令，可以查看指定的數(shù)據(jù)卷信息：

# 查看數(shù)據(jù)卷名為 test-vol 的信息
docker volume inspect test-vol

5.4 運(yùn)行容器時(shí)掛載數(shù)據(jù)卷

數(shù)據(jù)卷 test-vol創(chuàng)建成功后，我們運(yùn)行一個(gè) Nginx 容器，并嘗試掛載該數(shù)據(jù)卷，掛載命令支持兩種：

1. -v

docker run -d -it --name=test-nginx -p 8011:80 -v test-vol:/usr/share/nginx/html nginx:1.13.12

參數(shù)說(shuō)明：

• -d : 后臺(tái)運(yùn)行容器；
• --name=test-nginx : 指定容器名為 test-nginx;
• -p 8011:80 : 將容器的 80 端口掛載到宿主機(jī)的 8011 端口；
• -v test-vol:/usr/share/nginx/html : 將 test-vol 數(shù)據(jù)卷掛載到容器中的 /usr/share/nginx/html 目錄上；

2. --mount

docker run -d -it --name=test-nginx -p 8011:80 --mount source=test-vol,target=/usr/share/nginx/html nginx:1.13.12

參數(shù)說(shuō)明：

• --mount source=test-vol,target=/usr/share/nginx/html : 將 test-vol 數(shù)據(jù)卷掛載到容器中的 /usr/share/nginx/html 目錄上；

-v 和 --mount 有什么區(qū)別？

都是掛載命令，使用 -v 掛載時(shí)，如果宿主機(jī)上沒(méi)有指定文件不會(huì)報(bào)錯(cuò)，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建指定文件；當(dāng)使用 --mount時(shí)，如果宿主機(jī)中沒(méi)有這個(gè)文件會(huì)報(bào)錯(cuò)找不到指定文件，不會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建指定文件。

容器運(yùn)行成功后，進(jìn)入到 /var/lib/docker/volumes 目錄下，驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否掛載成功：

可以看到已經(jīng)有了 50x.html 、 index.html 兩個(gè) Nginx 頁(yè)面相關(guān)數(shù)據(jù)，說(shuō)明數(shù)據(jù)卷掛載成功了。掛載成功后，我們不論是修改 /var/lib/docker/volumes 下的數(shù)據(jù)，還是進(jìn)入到容器中修改 /usr/share/nginx/html 下的數(shù)據(jù)，都會(huì)同步修改對(duì)應(yīng)的掛載目錄，類似前端開(kāi)發(fā)中雙向綁定的作用。

下面，我們停止并刪除剛剛運(yùn)行的 Nginx 容器, 看看數(shù)據(jù)卷中的數(shù)據(jù)是否會(huì)跟著被刪除：

可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)卷相關(guān)數(shù)據(jù)都還在，表明數(shù)據(jù)卷的生命周期獨(dú)立于容器。另外，若下次再創(chuàng)建 Nginx 容器，還可以復(fù)用這個(gè)數(shù)據(jù)卷，復(fù)用性以及擴(kuò)張性都非常不錯(cuò)。

刪除數(shù)據(jù)卷

由于數(shù)據(jù)卷的生命期獨(dú)立于容器，想要?jiǎng)h除數(shù)據(jù)卷，就需要我們手動(dòng)來(lái)操作, 執(zhí)行命令如下：

docker volume rm test-vol

1. 如果你需要在刪除容器的同時(shí)移除數(shù)據(jù)卷，請(qǐng)使用 docker rm -v 命令。

2. 對(duì)于那些沒(méi)有被使用的數(shù)據(jù)卷，可能會(huì)占用較多的磁盤空間，你可以通過(guò)如下命令統(tǒng)一刪除：

docker volume prune

bind mount 使用

通過(guò) bind mount 模式可以掛載到宿主機(jī)的任意位置，示例如下：

docker run -d -it --name=test-nginx -p 8011:80 -v /docker/nginx1:/usr/share/nginx/html nginx:1.13.12

參數(shù)說(shuō)明：

• -v /docker/nginx1:/usr/share/nginx/html : 將宿主機(jī)中的 /docker/nginx1 目錄掛載到容器中的 /usr/share/nginx/html 目錄；

容器運(yùn)行成功后，進(jìn)入容器中：

docker exec -it test-nginx /bin/bash

從上圖可以看到，與 volume 不同，bind mount 這種方式會(huì)隱藏目錄中的內(nèi)容（非空情況下），這里的 /usr/share/nginx/html 目錄下的 html 文件被隱藏了，所以我們看不到。

但是，我們可以將宿主機(jī)中該目錄中的文件立刻掛載到容器中，下面驗(yàn)證一下：

1. 新建一個(gè) index.html:

2. 再次進(jìn)入容器，查看掛載目錄內(nèi)容：

數(shù)據(jù)卷容器

如果你有一些需要持續(xù)更新的數(shù)據(jù)需要在容器之間共享，最佳實(shí)踐是創(chuàng)建數(shù)據(jù)卷容器。數(shù)據(jù)卷容器，其實(shí)就是一個(gè)正常的 Docker 容器，專門用于提供數(shù)據(jù)卷供其他容器掛載的。

創(chuàng)建數(shù)據(jù)卷容器

運(yùn)行一個(gè)容器，并創(chuàng)建一個(gè)名為 dbdata 的數(shù)據(jù)卷：

docker run -d -v /dbdata --name dbdata training/postgres echo Data-only container for postgres

容器運(yùn)行成功后，會(huì)發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)卷容器處于停止運(yùn)行狀態(tài)，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)卷容器并不需要處于運(yùn)行狀態(tài)，只需用于提供數(shù)據(jù)卷掛載即可。

掛載數(shù)據(jù)卷

--volumes-from 命令支持從另一個(gè)容器掛載容器中已創(chuàng)建好的數(shù)據(jù)卷。

docker run -d --volumes-from dbdata --name db1 training/postgres
docker run -d --volumes-from dbdata --name db2 training/postgres
docker ps
CONTAINER ID       IMAGE                COMMAND                CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
7348cb189292       training/postgres    "/docker-entrypoint.   11 seconds ago      Up 10 seconds       5432/tcp            db2
a262c79688e8       training/postgres    "/docker-entrypoint.   33 seconds ago      Up 32 seconds       5432/tcp            db1

還可以使用多個(gè) --volumes-from 參數(shù)來(lái)從多個(gè)容器掛載多個(gè)數(shù)據(jù)卷。也可以從其他已經(jīng)掛載了數(shù)據(jù)卷的容器來(lái)掛載數(shù)據(jù)卷。

如果刪除了掛載的容器（包括 dbdata、db1 和 db2），數(shù)據(jù)卷并不會(huì)被自動(dòng)刪除。如果想要?jiǎng)h除一個(gè)數(shù)據(jù)卷，必須在刪除最后一個(gè)還掛載著它的容器時(shí)使用 docker rm -v 命令來(lái)指定同時(shí)刪除關(guān)聯(lián)的容器。

使用數(shù)據(jù)卷容器備份、恢復(fù)、遷移數(shù)據(jù)卷

本小節(jié)中，我們將學(xué)習(xí)如何對(duì)數(shù)據(jù)卷容器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行備份、恢復(fù)和遷移。

備份

首先使用 --volumes-from 命令創(chuàng)建一個(gè)加載 dbdata 的容器卷容器，并將宿主機(jī)當(dāng)前目錄掛載到容器的 /backup 目錄，命令如下：

$ sudo docker run --volumes-from dbdata -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /dbdata

容器啟動(dòng)后，使用了 tar 命令來(lái)將 dbdata 數(shù)據(jù)卷備份為容器中 /backup/backup.tar 文件，因?yàn)閽燧d了的關(guān)系，宿主機(jī)的當(dāng)前目錄下也會(huì)生成 backup.tar 備份文件。

恢復(fù)/遷移

如果要恢復(fù)數(shù)據(jù)到一個(gè)容器，首先創(chuàng)建一個(gè)帶有空數(shù)據(jù)卷的容器 dbdata2。

$ sudo docker run -v /dbdata --name dbdata2 ubuntu /bin/bash

然后創(chuàng)建另一個(gè)容器，掛載 dbdata2 容器卷中的數(shù)據(jù)卷，并使用 untar 解壓備份文件到掛載的容器卷中。

$ sudo docker run --volumes-from dbdata2 -v $(pwd):/backup busybox tar xvf
/backup/backup.tar

為了查看/驗(yàn)證恢復(fù)的數(shù)據(jù)，可以再啟動(dòng)一個(gè)容器掛載同樣的容器卷來(lái)查看：

$ sudo docker run --volumes-from dbdata2 busybox /bin/ls /dbdata