Docker（五）进阶：Docker卷(volumes)

前言

学习本文需要一些了解Docker的概念以及一些名词。
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一、在Docker中管理数据

1、为什么要挂载？

默认情况下，在容器内创建的所有文件都存储在可写容器层上。这意味着：

• 当该容器被删除时，数据也会被同样删除，如果有另一个进程需要数据，就很难从容器中取出数据。
• 容器的可写层与运行容器的宿主机紧密耦合，你无法将数据移动到其他地方。
• 写入容器的可写层需要存储驱动程序来管理文件系统。存储驱动程序提供了一个联合文件系统，使用 Linux 内核。与使用直接写入主机文件系统的数据卷相比，这种额外的抽象会降低性能 。

Docker有两种方法：volumes 卷 和 bind mounts 绑定挂载 可以让容器在主机上存储文件，以便即使容器停止或删除后文件也能持久化保存。
Docker 还支持将文件存储在主机内存中的容器。此类文件不会持久保存。如果您在 Linux 上运行 Docker，则使用tmpfs 挂载将文件存储在主机的系统内存中。如果您在 Windows 上运行 Docker，命名管道用于将文件存储在主机的系统内存中。

2、选择正确的挂载方式

无论你选择那种挂载的方式，容器内的数据看起来都是一样的。数据以目录或文件系统中的单个文件的形式公开。

卷(volumes)、绑定挂载(bind mounts)和 tmpfs挂载(tmpfs mounts) 之间的差异就是数据在Docker主机上的位置不同。

• 卷(volumes)：存储在由 Docker（/var/lib/docker/volumes/在 Linux 上）管理的主机文件系统的一部分中。非 Docker 进程不应修改文件系统的这一部分。卷是在 Docker 中持久化数据的最佳方式。
• 绑定挂载(bind mounts)：可以存储在主机系统的任何位置。它们甚至可能是重要的系统文件或目录。Docker 主机或 Docker 容器上的非 Docker 进程可以随时修改它们。
• tmpfs挂载(tmpfs mounts)：仅存储在主机系统的内存中，永远不会写入主机系统的文件系统。

二、卷(volume)

1、卷的概述

卷(volume)提供了将容器的特定文件系统路径连接回主机的能力，简单来说就是将容器的目录映射到主机上。如果容器中的目录已挂载，则该目录中的更改也会在主机上看到。如果我们在容器重启时挂载相同的目录，我们会看到相同的文件，这就是容器的持久化和同步操作。

• Docker Volume 命令能让容器从宿主机中读取文件，或从容器中持久化数据到宿主机中，让容器与容器产生的数据分离开来，一个容器可以挂载多个不同的目录。
• Volume的生命周期是独立于容器的生命周期之外的，即使容器删除了，Volume也会被保留下来，Docker不会因为这个Volume没有被容器使用而自动回收。
• 在容器中，添加或修改这个文件夹里的文件也不会影响到容器的联合文件系统。

2、卷的优点

卷是Docker容器生成和使用数据的首选保存机制。绑定挂载依赖于主机的目录结构和操作系统，但卷是完全由Docker管理。

• 卷比绑定挂载更容易备份或迁移数据。
• 卷可以直接使用Docker CLI 命令或 Docker API 管理。
• 卷可以在 Linux 和 Windows 容器上运行。
• 卷可以在多个容器之间更安全的共享。
• 卷允许将卷挂载到远程主机或云服务器上，以加密卷的内容或添加其他功能。
• 新卷的内容可以由容器预先填充。
• Docker Desktop 上的卷比 来自Mac 和 Windows 主机的绑定挂载具有更高的性能。

此外，与将数据持久化到容器的可写层相比，卷通常是更好的选择，因为卷不会增加使用它的容器的大小，而且卷的内容存在于给定容器的生命周期之外

注意：如果你的容器需要生成非持久化状态数据，优先选择tmpfs 挂载以避免将数据永久存储在任何地方，并且避免写入容器的可写层来提高容器性能。

3、卷的使用

• 格式：

docker run -it -v 主机目录:容器内目录

• 测试：

1. 使用卷将容器内/home目录挂载绑定到主机的E:/home/test目录下，Docker会自动在主机创建目录
   
   
2. 用docker inspect 命令查看容器挂载数据，找到Mounts数据
   
   

• Type：挂载的类型，可以是bind、volume或 tmpfs。
• Source：主机内目录路径地址。
• Destination：Docker容器内目录的路径地址。

3. 在容器的/home目录下进行操作

在主机目录也会同时创建一个test.go。

这是同步的过程，双方目录挂载后，双方各自的操作是双向绑定的。

4. 停止Docker 容器后，修改主机目录内的文件内容，启动容器后，数据是否还是会同步到容器

是可以的，挂载目录是双向绑定的，以后只需在本地修改即可，容器内也会自动同步

4、实战:持久化数据

1）MySQL容器为什么挂载数据卷？

我们每次启动一个MySQL容器，数据库都是空的。删除容器后，数据也同样丢失，如果有其他进程也在访问这个数据库，就会取不出数据。

数据卷：设计用来持久化数据的，它的生命周期独立于容器，不会因为容器被删除后自动删除，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。

2）MySQL容器挂载数据卷

1. 拉取MySQL镜像，运行容器的时候做挂载数据卷，启动MySQL容器需要配置密码

docker run -d -p 3310:3306 -v E:/home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v E:/home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysqltest mysql:5.7

可选项名称	说明
-d	在后台运行容器并打印容器 ID
-p	-p xxxx:yyyy：宿主机上xxxx端口对应容器中yyyy端口，在外部访问时用的是宿主机上的端口
-v	卷挂载
-e	环境配置
–name	容器名称

2. 启动容器成功之后，本地用navicat连接数据库测试一下

3. 新建一个test数据库，建立test数据表，并插入几条数据。

4. 删除MySQL容器，在重新运行后，测试一下数据是否还存在，数据是否是持久化的。

我们可以看到数据依旧存在，我们挂载在本地的数据并没有随着容器的删除而丢失，它的生命周期已经独立于容器，这就实现了容器数据持久化。

5、Volume命令

1）docker volume create

• 作用：创建数据卷
• 格式：

docker volume create [OPTIONS] [卷名]

• 说明

创建容器可以使用和存储数据的新卷。如果未指定名称，Docker 会生成一个随机名称。

• 可选项：

名称，简写	默认	描述
–driver,-d	local	指定卷驱动程序名称
–label		为卷设置元数据
–name		指定卷名
–opt,-o		设置驱动程序特定选项

• 例子：
  

2）docker volume inspect

• 作用：显示一个或多个卷的详细信息
• 格式：

docker volume inspect [OPTIONS] 卷名 [卷名...]

• 说明：

返回有关卷的信息。默认情况下，此命令将所有结果呈现在 JSON 数组中。您可以指定替代格式来为每个结果执行给定的模板。Go 的 text/template包描述了该格式的所有细节。

• 可选项：

名称，简写	默认	描述
–format,-f		使用给定的 Go 模板格式化输出

• 例子：

• 当你创建一个Volume，Docker都会默认在宿主机的/var/lib/docker/volumes目录下自动创建一个子目录，默认情况下都是目录名都是一串UUID。
• 如果指定了名称，则目录名是Volume名称。Volume里的数据都存储在这个子目录的_data目录下。

3）docker volume ls

• 作用：查看本地数据卷列表
• 格式：

docker volume ls [OPTIONS]

• 说明：

列出 Docker 已知的所有卷。可以使用 -f or --filter标志进行过滤。

• 可选项：

名称，简写	默认	描述
–filter,-f		提供过滤器值（例如 ‘dangling=true’）
–format		使用 Go 模板格式化打印卷
–quiet,-q		只显示卷名

• 例子：

4）docker volume prune

• 作用：删除所有未使用的本地卷
• 格式：

docker volume prune [OPTIONS]

• 说明：

删除所有未使用的本地卷。未使用的本地卷是那些未被任何容器引用的本地卷

• 可选项：

名称，简写	默认	描述
–filter		提供过滤器值（例如 ‘label=’）
–force,-f		不提示确认

• 例子：

5）docker volume rm

• 作用：删除一个或多个卷
• 格式：

docker volume rm [OPTIONS] 卷名[卷名...]

• 说明：

删除一个或多个卷。您不能删除容器正在使用的卷。

• 可选项：

名称，简写	默认	描述
–force,-f		强制删除一个或多个卷

• 例子：

6、匿名挂载和具名挂载

1）匿名挂载

没有给数据卷名字的挂载。

除了最后一条由具体名字的挂载，其他都是匿名挂载的

格式：

docker run -d -P -v 容器内路径 镜像名:tag1

2）具名挂载

给数据卷指定名字的挂载。

最后一条是具名挂载的数据卷

格式：

docker run -d -P --name 容器名称 -v 卷名称:容器内路径 镜像名:tag

3）如何区分挂载？

如何区分匿名挂载、具名挂载还是指定路径挂载呢？

1. 匿名挂载：-v 容器内路径
2. 具名挂载 ：-v 卷名：容器内路径
3. 指定路径挂载：-v /宿主机路径：容器内路径