【Docker】多个容器和宿主机之间如何进行数据同步和数据共享？容器数据卷从介绍到常用操作图文教程

专栏往期文章

1. 《Docker是什么？Docker从介绍到Linux安装图文详细教程》
2. 《30条Docker常用命令图文举例总结》
3. 《Docker如何构建自己的镜像？从镜像构建到推送远程镜像仓库图文教程》

---

前言

你是否担心 Docker 容器被删除后，容器内的重要数据就丢失了？
你是否想知道，Docker容器中的重要数据如何备份到外面的宿主机中？
你是否想知道，多个容器之间如何能够数据共享并相互同步？
恭喜你，看完本篇博文，你将能解决上述所有问题。

---

---

1. 避坑

更新：记录笔者遇到的大坑。

创建容器卷命令记得加入 --privileged=true 。

这条命令是用来解决 Docker 挂载主机目录访问时出现 cannot open directory.:Permission denied 。

【出现的原因】CentOS 7 安全模块比之前系统版本加强，不安全的会先禁止，所以目录挂载的情况被默认为不安全的行为。在 SELinux 里面挂载目录是被禁止的。如果要开启，一般使用命令 --privileged=true 命令，扩大容器的权限解决挂载目录没有权限的问题，也即使用该参数，容器内的 root 拥有真正的 root 权限。否则，容器内的 root 只是外部的一个普通用户权限。

2. 什么是容器数据卷

卷就是目录或文件，存在于 Docker 容器中，由 Docker 挂载到容器，但不属于 UnionFS 联合文件系统，因此能够绕过 UnionFS 提供一些用于持续存储或共享数据的特性。

容器数据卷，作用就是将 Docker 容器内的数据保存并同步到宿主机的硬盘中。如下图所示。卷的设计目的就是数据的持久化，完全独立于容器的生存周期，因此 Docker 不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。

将应用与运行的环境打包成镜像，run 之后形成容器实例运行，但我们希望容器中的数据能持久化到宿主机的硬盘中，不会随着容器的删除而消失。然而，Docker 容器产生的数据，如果不备份，那么当容器实例被删除后，容器内的数据自然也没有了。为了能保存容器中的数据，我们就要使用容器数据卷。

特点：

1. 数据卷可以在容器之间共享或重用；
2. 卷中的数据更改可以直接实时自动同步到宿主机上；
3. 宿主机卷中的数据更改也会实时同步到容器内的卷中；(双向同步)
4. 卷中的数据更改不会包含在镜像的更新中；
5. 数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止。

3. 数据卷常用操作

3.1 创建带数据卷的容器

$ docker run -it --privileged=true -v /宿主机绝对路径目录/:/容器内目录 镜像名或镜像ID

其中，-v 就是启动容器数据卷，把 /容器内目录 备份到 /宿主机绝对路径目录/ 中。同时，如果 /宿主机绝对路径目录 卷中有数据更改，也会实时同步到 /容器内目录 中。换句话说，容器和主机的数据卷之间是双向同步的。

此外，--privileged=true 就是文章开头提到的解决 Docker 挂载主机目录访问时出现 cannot open directory.:Permission denied 报错的问题。

如果目录不存在，Docker 会自动创建 。此外，-v 后可以绑定一对或多对数据卷。

(Ps. 永远要记住容器实例也是一个简易版的 Linux 系统)

举例：接下来创建一个带有容器卷存储功能的 Ubuntu 容器实例。

$ docker run -it --privileged=true -v /tmp/host_data/:/tmp/docker_data --name=u1 ubuntu:latest /bin/bash

其中，把容器中 /tmp/docker_data 目录下的数据备份到宿主机的 /tmp/host_data 目录中。

可以看到，Docker 确实自动创建了目录。

下面，我们在容器内 /tmp/docker_data 下创建数据 dockerin.txt ，验证是否能实时同步到宿主机的 /tmp/host_data 下。

$ cd /tmp/docker_data/
$ touch dockerin.txt

此时，查看宿主机的 /tmp/host_data 目录。

$ cd /tmp/host_data/
$ ls

容器内的数据 dockerin.txt 成功同步到宿主机的 /tmp/host_data 目录下。

接下来，我们在宿主机的 /tmp/host_data 目录下也创建数据 hostin.txt 来验证这种同步是否是双向的。

$ touch hostin.txt

切回到容器内，查看容器内 /tmp/docker_data 目录。

$ ls /tmp/docker_data

可以发现，宿主机的 /tmp/host_data 目录下也创建数据 hostin.txt 也出现在了容器的数据卷 /tmp/docker_data 中。

得出结论：容器和宿主机的数据卷之间是实时双向同步的。

3.2 查看数据卷的挂载路径

可以使用下面的命令来查看数据卷挂载路径。

$ docker inspect 容器ID

举例：查看刚刚创建的 Ubuntu 容器数据卷挂载目录。

$ docker inspect 16e840d638e7

返回的是一大堆有关这个容器信息的 JSON 字符串。在 "Mounts" 挂载这段可以看到该容器数据卷的挂载目录。

其中，"Source" 是其对应的宿主机挂载目录，"Destination" 是 Docker 容器数据卷目录。

3.3 数据共享特性总结

1. Docker 容器修改，主机同步获得数据；
2. 主机修改，Docker 容器同步获得数据；
3. Docker 容器 stop ，主机修改，Docker 容器 start 重启后依然可以获得数据；

4. 读写规则映射

在上一节的案例中，使用的是 Docker 默认的规则：rw 可读可写。换句话说，下面两行命令是等价的。

$ docker run -it --privileged=true -v /宿主机绝对路径目录/:/容器内目录 镜像名或镜像ID

$ docker run -it --privileged=true -v /宿主机绝对路径目录/:/容器内目录:rw 镜像名或镜像ID

但在实际开发中，有时容器实例内部的读写权限被限制，只能读不能写，数据只能由宿主机同步给容器实例。这是我们把容器数据卷的读写权限改为 ro (Read Only) 只读即可。

$ docker run -it --privileged=true -v /宿主机绝对路径目录/:/容器内目录:ro 镜像名或镜像ID

此时如果宿主机写入内容，可以同步给容器实例，容器可以读取到。

5. 卷的继承和共享

数据卷的继承，指的是容器 2 继承容器 1 的卷规则，卷规则包括数据卷的同步目录、读写规则等；此外，容器 1 、容器 2 与宿主机三者之间可以数据共享和同步。用 docker run 的一个参数 --volumes-from 父容器ID 来设置。

$ docker run -it --privileged=true --volumes-from 父容器 --name=容器名称 镜像名或镜像ID

卷继承的特点：

1. 继承父容器与宿主机的同步目录、数据；
2. 三者之间的数据能够相互共享，相互实时同步；
3. 即使在容器停止的状态下，其他容器或宿主机更改的数据依然能在容器重启后同步过来。

举例：

第 3 节中我们创建了 Ubuntu 容器 u1 ，把容器中 /tmp/docker_data 目录下的数据备份到宿主机的 /tmp/host_data 目录中。

现在我们使用卷的继承，创建一个新的 Ubuntu 容器 u2 ，使其继承容器 u1 的卷规则。

$ docker run -it --privileged=true --volumes-from u1 --name=u2 ubuntu:latest /bin/bash

在容器 u2 中，我们查看 /tmp/docker_data 目录下是否有数据。

发现在 u1 和宿主机之间同步的数据，在 u2 容器中也同步了。

如果我在 u2 中创建数据，能不能同步到 u1 和宿主机上呢？

$ touch u2data.txt

切到 u1 容器，发现 u2data.txt 也同步过来了。

切到宿主机，发现 u2data.txt 也同步过来了。

因此，使用卷的继承能实现多个容器与宿主机的数据共享和互相同步。

接下来做个实验，在停止 u1 容器的情况下，在 u2 容器中更改数据，三者之间还能实现数据共享和同步吗？

停止 u1 容器。

$ exit

切到宿主机，新增数据 host2.txt 。

$ touch host2.txt

切到 u2 容器，发现宿主机的新增数据成功同步过来。

在 u2 容器中新增数据 u2datav2.txt 。

$ touch u2data2.txt

切到宿主机，发现 u2 容器的新增数据成功同步过来。

重启 u1 容器并进入，查看宿主机和 u2 新增的数据是否能同步过来。

$ docker start u1
$ docker exec -it u1 /bin/bash

可以看到，即使 u1 容器已经停止运行的情况下，宿主机和 u2 新增的数据依然成功同步过来。实现三者之间数据共享同步。