docker卷--docker volumes 使用学习

一、在Docker中管理数据

1.1、Docker 保存容器数据的方法

• Docker 卷（Docker Volumes）：可以将数据保存在 Docker 卷中，这样可以在容器和宿主机之间共享数据，并保证容器中的数据不会因为容器被删除而丢失。Docker 卷可以用来保存应用程序的配置、日志、数据库等数据，还可以用于多个容器之间共享数据。

• Docker 挂载点（Docker Mounts）：可以将主机文件系统中的目录或文件挂载到容器中，通过挂载点可以将主机文件系统中的数据共享到容器中，并进行持久化保存。

• Docker 数据卷容器（Docker Data Container）：可以创建一个特殊的容器，专门用来存储数据卷。在其他容器中挂载这个数据卷容器，可以实现数据在不同容器之间的共享。

• Docker 备份和恢复（Docker Backup and Restore）：可以使用 Docker 的备份和恢复功能来保存容器数据。使用 Docker 的命令可以将容器的数据备份到一个 tar 包中，然后将这个 tar 包恢复到另一个容器中。

以上这些方法都可以用来保存 Docker 容器中的数据，并进行持久化保存。具体使用哪种方法，需要根据应用场景和需求进行选择。

1.2、Docker 三种不同的挂载方式

• bind mount：将主机的文件或目录直接挂载到容器中。这种挂载方式可以让容器访问主机上的文件系统，也可以让主机访问容器中的文件系统。bind mount 挂载是针对文件或目录进行的，支持读写模式。

• volumes：是 Docker 容器中持久化数据的一种方法，可以将数据保存在 Docker 卷中，并在容器和宿主机之间共享数据。volumes 挂载是针对卷进行的，支持读写模式。

• tmpfs mount：将主机的 tmpfs 文件系统挂载到容器中。tmpfs 文件系统是一个基于内存的文件系统，使用 tmpfs mount 挂载可以在容器中创建一个临时文件系统，这个文件系统的数据将保存在内存中，不会写入主机磁盘。tmpfs mount 挂载也是针对目录进行的，支持读写模式。

总的来说，bind mount 挂载是针对主机文件系统的，而 volumes 和 tmpfs mount 挂载是针对 Docker 卷和内存文件系统的。bind mount 挂载适合用于开发环境和持续集成环境，volumes 和 tmpfs mount 挂载适合用于生产环境和分布式环境。

二、卷（Volume)

2.1、卷概述

Docker 卷 (Docker Volumes) 是 Docker 容器中持久化数据的一种方法。它允许在容器和宿主机之间共享数据，并保证容器中的数据不会因为容器被删除而丢失。Docker 卷可以用来保存应用程序的配置、日志、数据库等数据，还可以用于多个容器之间共享数据。

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。

数据卷映射

在容器运行时，容器内有一个数据存储空间，但是当容器关闭后，这个存储空间内容将被丢失。因此，数据无法长期保存！那么，数据如何长期保存需要什么策略？答案是保存在宿主机，并且不妨碍容器的读写。

实验验证不使用挂载方式数据丢失情况：

# 启动容器并新建文件
$ docker run -it nginx:latest

[root@31f3303bdc66 /]
$ cd /home/
$ vi test.txt   # 输入文字 “nihao”

# 退出容器查找容器数据保存目录，并验证文件是否存在
$ docker inspect 31f3303bdc66 | grep UpperDir
"UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/5c91c9d866f4071c18e4268929fd2e50ed37f554694f6e4932c30059c0f46330/diff",
$ ll /var/lib/docker/overlay2/5c91c9d866f4071c18e4268929fd2e50ed37f554694f6e4932c30059c0f46330/diff/home/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 7 Jun  6 10:26 test.txt

# 删除容器再次查看文件是否存在
$ docker rm 31f3303bdc66
31f3303bdc66
$ ll /var/lib/docker/overlay2/5c91c9d866f4071c18e4268929fd2e50ed37f554694f6e4932c30059c0f46330/diff/home/
ls: cannot access /var/lib/docker/overlay2/5c91c9d866f4071c18e4268929fd2e50ed37f554694f6e4932c30059c0f46330/diff/home/: No such file or directory

通过在容器建立虚拟文件路径，此路径指向的物理地址是宿主机的文件系统，此时，当容器突然关闭，而所在宿主机上的文件系统依然无恙。这样就起到数据永久性保护的目的。

容器数据卷特征

数据卷是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它将主机操作系统目录直接映射进容器 （也就是数据卷可以把数据可以直接映射到容器中）

数据卷的特性：

• 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

2.2、卷的优点

相比普通的数据挂载方式，Docker Volume 具有以下优点：

• 支持数据卷的备份和恢复：Docker Volume 支持数据卷的备份和恢复，可以将数据卷中的数据备份到本地或远程存储中，以便进行灾备恢复或数据迁移。
• 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。
• 支持多种类型的数据卷：Docker Volume 支持多种数据卷类型，如本地存储卷、远程存储卷、云存储卷等。这使得数据卷的管理更加灵活，可以根据具体需求选择不同类型的数据卷。
• 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。
• 数据卷的生命周期独立于容器：Docker Volume 可以独立于容器存在，即使容器被删除，Volume 中的数据仍然存在。这使得数据卷的管理更加灵活，可以在容器之间共享数据。
• 支持数据卷的加密：Docker Volume 支持数据卷的加密，可以对敏感数据进行保护，确保数据的安全性。
• 支持数据卷的扩容和缩容：Docker Volume 支持数据卷的扩容和缩容，可以根据实际需求动态调整数据卷的大小。

2.3、卷的使用

2.3.1、卷的创建

默认创建本地数据卷

docker volume create test_volume

还可以创建其他类型的数据卷，如下：

远程数据卷：

docker volume create --driver=remote --opt=remote-host=my-remote-host --opt=remote-path=/my-volume my-remote-volume

该命令将创建一个名为 my-remote-volume 的远程存储数据卷。该数据卷将存储在远程主机上的 /my-volume 目录中。需要通过 --opt 参数指定远程主机的地址和远程路径。需要安装相应的远程存储驱动程序才能够使用该命令。

安装docker volume remote驱动

在 Docker 主机上安装并启用名为 “remote” 的 Docker Volume 驱动程序。可以通过以下步骤来安装 “remote” 驱动程序：
1、打开 Docker 主机终端，并使用 root 或其他有管理员权限的账户登录。
2、运行以下命令来安装 “remote” 驱动程序：

$ docker plugin install ssh://<remote-host>/path/to/remote-volume-plugin.tar.gz

这里需要将 替换为远程主机的 IP 地址或域名，并将 /path/to/remote-volume-plugin.tar.gz 替换为远程主机上存放 “remote” 驱动程序的路径。如果 “remote” 驱动程序是通过 Docker Registry 分发的，则可以使用以下命令来安装：

$ docker plugin install <registry>/<repo>/<image>:<tag>

这里需要将 //: 替换为正确的镜像名称和标签。

3、安装完成后，运行 docker plugin ls 命令来检查 “remote” 驱动程序是否已成功安装。

4、运行 docker volume create --driver=remote 命令来创建远程存储数据卷。

云数据卷：

docker volume create --driver=cloud --opt=cloud-provider=aws --opt=cloud-region=us-west-2 my-aws-volume

该命令将创建一个名为 my-aws-volume 的云存储数据卷。该数据卷将存储在 AWS 的 us-west-2 区域中。需要通过 --opt 参数指定云存储服务的提供商和区域。需要安装相应的云存储驱动程序才能够使用该命令。

创建标签

$ docker volume create test_volume_01 --label=app=test --label=use=test_function 

元信息如下：

$ docker volume inspect test_volume_01
[
    {
        "CreatedAt": "2023-06-02T17:26:13+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {
            "app": "test",
            "use": "test_function"
        },
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/test_volume_01/_data",
        "Name": "test_volume_01",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

2.3.2、卷的查看

docker volume ls查看卷清单

$ docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               0ff4f6d947508d887de39e67f5e9ff24be875473756106aed4c7312ce9bffc8e
...
local               test_volume
local               test_volume_01

docker volume ls -q仅展示volume name

$ docker volume ls -q
0ff4f6d947508d887de39e67f5e9ff24be875473756106aed4c7312ce9bffc8e
...
test_volume
test_volume_01

docker volume ls -f匹配查询：

docker volume ls -f name=test*
DRIVER              VOLUME NAME
local               test_volume
local               test_volume_01

docker volume inspect查看卷元信息

$ docker volume inspect test_volume
[
    {
        "CreatedAt": "2023-06-02T16:59:00+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/test_volume/_data",
        "Name": "test_volume",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

docker volume inspect -f同样支持go语言模板：

$ docker volume inspect -f {{."Mountpoint"}} test_volume
/var/lib/docker/volumes/test_volume/_data

2.3.3、卷的使用

-v

使用-v 启动容器，并查看容器信息中Mounts部分内容

docker run -d --name=con-test -v test_volume:/home nginx:latest /bin/bash


docker inspect con-test | grep -A 10 Mounts
        "Mounts": [
            {
                "Type": "volume",
                "Name": "test_volume",
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/test_volume/_data",
                "Destination": "/home",
                "Driver": "local",
                "Mode": "z",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ],

--mount

使用–mount 启动容器，并查看容器信息中Mounts部分内容

docker run -d --name=con-test-01 --mount source=test_volume_01,target=/home nginx:latest /bin/bash

docker inspect con-test-01 | grep -A 10 Mounts
        "HostConfig": {
            ...
            "Mounts": [
                {
                    "Type": "volume",
                    "Source": "test_volume_01",
                    "Target": "/home"
                }
            ],
        ...    
        }
        "Mounts": [
            {
                "Type": "volume",
                "Name": "test_volume_01",
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/test_volume_01/_data",
                "Destination": "/home",
                "Driver": "local",
                "Mode": "z",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ],

-v 和 --mount 区别

-v 只能创建bind mount
–mount默认情况下用来挂载volume，但也可以用来创建bind mount和tmpfs
创建bind mount和挂载volume的比较

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）*

详细区别请参考：https://blog.csdn.net/inrgihc/article/details/109001886

2.3.4、卷的删除

docker volume prune

删除未使用的卷

$ docker volume prune
WARNING! This will remove all local volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Deleted Volumes:
e6555d73c125e424f8fa71f8434933a9bd0c7668553fee5ae93f031db000c0c7

Total reclaimed space: 56.32kB

docker volume rm

直接删除正在使用的卷会报错：

$ docker volume rm test_volume_02
Error response from daemon: remove test_volume_02: volume is in use - [1b4f1ef946411b16fa6ea46c29099839ebfd6fd8d5210ea68be90975792bc635]

需要删除对应容器，然后再删除卷

$ docker stop 1b4f1ef946411b16fa6ea46c2
1b4f1ef946411b16fa6ea46c2


$ docker rm 1b4f1ef946411b16fa6ea46c2
1b4f1ef946411b16fa6ea46c2


$ docker volume rm test_volume_02
test_volume_02

2.4、匿名挂载和具名挂载

在 Docker 中，可以使用匿名挂载和具名挂载两种方式将主机文件系统或 Docker Volume 挂载到容器中。

2.4.1、匿名挂载

匿名挂载是指在创建容器时，不指定挂载卷的名称，直接将主机文件系统或 Docker Volume 挂载到容器中。匿名挂载的语法格式如下：

docker run -v <host-path>:<container-path> image-name

或

docker run --mount type=<type>,source=<source>,destination=<destination> image-name

这种方式会在容器内创建临时挂载点，其名称是由 Docker 自动生成的。一旦容器被删除，挂载点也会随之被删除。

例如，以下命令将主机上的 /data 目录匿名挂载到容器中的 /mydata 目录：

docker run -v /data:/mydata nginx

或

docker run --mount type=bind,source=/data,target=/mydata nginx

2.4.2、具名挂载

具名挂载是指在创建容器时，为挂载卷指定一个名称。具名挂载的语法格式如下：

docker run -v <volume-name>:<container-path> image-name

或

docker run --mount type=<type>,source=<volume-name>,destination=<destination> image-name

该方式将主机文件系统或 Docker Volume 挂载到容器中，并在容器内创建一个指定名称的挂载点。一旦容器被删除，挂载点和数据不会被删除，可以在其他容器中继续使用。

例如，以下命令将名为 my-volume 的 Docker Volume 挂载到容器中的 /mydata 目录：

docker run -v my-volume:/mydata nginx

或

docker run --mount type=volume,source=my-volume,target=/mydata nginx

综上所述，匿名挂载和具名挂载是将主机文件系统或 Docker Volume 挂载到容器中的两种方式。匿名挂载是一种快捷简单的方式，但不方便数据的管理和共享；具名挂载可以方便地对数据进行管理和共享，但需要手动创建和管理 Docker Volume。

2.5、卷的备份和还原

在 Docker 中，可以使用 docker volume 命令对数据卷进行备份和还原，以便在需要的时候恢复数据卷中的数据

2.5.1、备份数据卷

使用 docker run 命令创建一个带有 --rm 参数的容器，将要备份的数据卷挂载到容器中，并使用 tar 命令将数据卷中的数据打包成一个 tar 文件（容器挂载目录下）例如，以下命令将名为 my-volume 的数据卷备份到 /backup 目录下：

docker run --rm -v my-volume:/data -v /backup:/backup busybox tar czvf /backup/my-volume.tar.gz /data

该命令将创建一个临时容器，在容器中将 my-volume 数据卷挂载到 /data 目录，并将数据卷中的数据打包成一个 tar 文件，保存到主机上的 /backup 目录下。完成备份后，临时容器会被删除。

2.5.2、还原数据卷

如果需要恢复数据卷中的数据，可以使用 docker run 命令创建一个带有 --rm 参数的容器，将备份文件挂载到容器中，并使用 tar 命令解压备份文件到数据卷中。例如，以下命令从 /backup 目录中的 my-volume.tar.gz 文件还原 my-volume 数据卷：

docker run --rm -v my-volume:/data -v /backup:/backup busybox tar xzvf /backup/my-volume.tar.gz -C /data

该命令将创建一个临时容器，在容器中将备份文件 /backup/my-volume.tar.gz 挂载到 /backup 目录，并将备份文件中的数据解压到 my-volume 数据卷中。完成数据还原后，临时容器会被删除。

2.6、容器间卷的共享

使用 docker run --volumes-from 命令来在创建容器时，将一个或多个数据卷从已有的容器中挂载到新容器中，实现容器之间数据的共享和传递。以下是 docker run --volumes-from 命令的使用示例：

首先，假设已经有一个名为 my-container 的容器，该容器使用了一个名为 my-volume 的 Docker Volume，存储了一些数据。现在需要创建一个新的容器，使用 my-volume 数据卷中的数据，可以使用以下命令：

docker run --volumes-from my-container --name my-new-container image-name

该命令将创建一个名为 my-new-container 的新容器，并将 my-container 容器中使用的所有数据卷都挂载到 my-new-container 中。这样，在 my-new-container 中就可以使用 my-volume 数据卷中的数据，无需重新创建和初始化数据卷。

除了使用容器名称进行挂载，docker run --volumes-from 命令还支持使用容器 ID、容器名称前缀等方式进行挂载。例如，以下命令将使用 ID 为 123456 的容器中的所有数据卷挂载到新容器中：

docker run --volumes-from 123456 --name my-new-container image-name

需要注意的是，使用 docker run --volumes-from 命令挂载数据卷时，应该确保被挂载的容器和新建的容器都在同一个 Docker 主机上，否则将无法实现数据的共享和传递。

通过使用 docker run --volumes-from 命令，可以方便地将一个或多个数据卷从已有的容器中挂载到新容器中，实现容器之间数据的共享和传递。这个命令可以避免重复创建数据卷，提高容器的可复用性和可扩展性。

参考文档

1、https://blog.csdn.net/inrgihc/article/details/109001886

2、https://www.cnblogs.com/wwchihiro/p/9316504.html

3、https://blog.csdn.net/weixin_46618592/article/details/126591142

4、https://blog.csdn.net/qq_35745940/article/details/119336510

5、https://blog.frognew.com/2021/07/relearning-container-23.html

6、https://blog.csdn.net/gongdiwudu/article/details/128756465