【Docker】Docker的数据管理

1.Docker的数据管理

管理Docker容器中的数据，主要有两种方式：数据卷（Data Volumes）和数据卷容器（DataVolumes Containers）.

1.1 数据卷

(1) 数据卷：经过宿主机，实现不同容器与宿主机的数据共享

数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的mount操作。

将宿主机目录/var/www/html挂载到容器的/opt/www中。

注意： 宿主机本地目录的路径必须使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应路径。

docker run -d --name web1 -v /var/www/html:/opt/www soscscs/myapp:v1      #-v选项可以在容器内创建数据卷
docker ps -a

###在容器的/opt/www目录中写入数据
docker exec -it web1 sh
ls
echo "gzy like girl.thils is docker" > /opt/www/gzy.txt
exit

返回宿主机进行查看

cat  /var/www/html/gzy.txt

总结： 在容器web1中写入的数据内容，实际存储在宿主机的挂载目录/var/www/html中，因此在容器中修改数据内容，在属主机可以查看;同样在宿主机的/var/www/html目录中修改的数据内容，在容器中也可以查看，实现容器与宿主机之间的数据共享。

将宿主机目录/var/www/html挂载到容器的/opt/clr中,并设置c1容器对/opt/clr目录只有读取数据的权限；

docker run -itd --name c1 -v /var/www/html:/opt/clr:ro centos:7 bash     
docker exec -it c1 bash
cd /opt/clr
echo 'Ayu like neature,this is ro docker' >> Ayu.txt

1.2 数据卷容器

（2）数据卷容器:不经过宿主机，实现容器间的数据共享

如果需要在容器之间共享数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

创建一个容器作为数据卷容器

docker run --name web2 -v /data1 -v /data2 -it centos:7 /bin/bash
echo "this is data1 web2 docker" > /data1/abc.txt
echo "THIS IS DATA2 WEB2 DOCKER" > /data2/ABC.txt

使用–volumes-from来挂载web2容器中的数据卷到新的容器

docker run -d --volumes-from web2 --name web3 soscscs/myapp:v1 
docker ps -a
docker exec -it web3 sh
ls
cat /data1/abc.txt
cat /data2/ABC.txt

1.3 数据管理知识点总结

docker run  -v 宿主机目录:容器目录[:ro]				#将宿主机目录挂载到容器数据卷目录中，实现数据的持久化，其中:ro选项设置容器为只读
docker run --volumes-from 数据卷容器名			 #将数据卷容器的数据卷目录共享到容器里

2.端口映射

在启动容器的时候，如果不指定对应的端口，在容器外是无法通过网络来访问容器内的服务。端口映射机制将容器内的服务提供给外部网络访问，实质上就是将宿主机的端口映射到容器中，使得外部网络访问宿主机的端口便可访问容器内的服务。

docker run -d --name test1 -P nginx					#随机映射端口（从32768开始）
docker run -d --name test2 -p 43000:80 nginx		#指定映射端口(将容器的80端口映射为宿主机的43000端口)
docker ps -a

浏览器访问：

http://192.168.80.40:43000	
http://192.168.80.40:32768

2.1 端口知识点总结

docker run [--name 容器名] [--rm] [-it] [-d]  镜像名:标签  [容器启动命令]
           -P                            #使用随机端口映射，从32768开始
		   -p  宿主机端口:容器端口         #指定端口映射

3.容器互联（使用centos镜像）

容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

创建运行源容器，并取名为web1

docker run -itd --name web1 centos:7 /bin/bash

创建运行接收容器并取名为web2，使用–link选项指定连接容器以实现容器互联

docker run -itd -P --name web2 --link web1:web1 centos:7 /bin/bash		#--link容器名:连接的别名

登录接收容器web2， ping源容器web1

docker exec -it web2 bash
ping web1

3.1 容器互联知识点总结

docker run --link 目标容器名（源容器名）:连接源容器别名			   #可实现通过目标容器名或连接别名与目标容器通信，也就是实现接收容器与源容器通信

4. Docker镜像的创建

创建镜像有三种方法，分别为基于已有镜像创建、基于本地模板创建以及基于Dockerfile创建。

4.1 基于现有镜像创建

（1）首先启动一个镜像，基于镜像创建容器，更新容器内容

docker run -itd --name centos-c1 centos:7 bash
docker ps -a
docker exec -it centos-c1 bash
yum install -y httpd
apachectl -D FOREGROUND    #在前台启动Apache服务

（2）将更新后的容器（安装Apache服务），使用该容器的ID号创建新镜像

docker commit -m "centos7 + httpd" -a "" 容器ID号 镜像名：标签（httpd:centos7）

#常用选项：
-m 说明信息
-a 作者信息
-p 生成过程中停止容器的运行

docker images
docker run -itd httpd:centos7 bash
docker exec -it 171c2c84ad2d bash
rpm -q httpd

4.1.1 基于现有镜像创建总结

总结： 在原有镜像基础上，安装Apache服务应用。然后使用docker commit提交为新的镜像文件。

先使用现有镜像创建容器 	   docker run
进入容器进行内容的更新 	   docker exec
最后提交成新的镜像	 	   dcoker commit

4.2 基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件，生成镜像，模板可以从OPENVZ开源项目下载，下载地址为

http://openvz.org/Download/template/precreated
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz

实例演练一：基于ubuntu镜像模板，创建容器

cd /opt/
rz -E
#ubuntu-1504-minimal-x86_64.tar.xz

docker import ubuntu-1504-minimal-x86_64.tar.xz -- ubuntu:1504
docker images
docker run -itd ubuntu:1504 bash
docker exec -it c36b31265f0d bash
cat /etc/*release

实例演练二：将现有容器导出为镜像模板文件，并基于导出的镜像文件创建容器；

docker export -o apache.tar e903df63e88b
docker import apache.tar -- apache:clr
docker images

4.2.1 基于模板文件创建总结

从本地容器到处模板文件 	docker export 
或从网上下载现成的模板文件http://openv.org/Download/template/precreated

将模板文件导入成镜像		 docker import

4.3 基于Dockerfile创建

联合文件系统（UnionFS）
UnionFS(联合文件系统）：Union文件系统(UnionFS)是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改，作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。AUFS、OverlayFS及Devicemapper都是一种UnionFS。
Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。

特性： 一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。
我们下载的时候，看到一层层的镜像文件，就是联合文件系统。

4.3.1 镜像加载原理

Docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统就是UnionFS。

• bootfs主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统。
  
  在Docker镜像的最底层是bootfs，这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs。

• rootfs，在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统中的/dev、/proc、/bin、/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu,Centos等等。
  
  
  我们可以理解成一开始内核里什么都没有，操作一个命令下载debian，这时就会在内核上面加了一层基础镜像；再安装一个依赖包（emacs），会在基础镜像上叠加一层image；接着再安装一个apache，又会在images上面再叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs，也就是容器层。

4.3.2 为什么Docker里centos的大小才200M？

对于精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序库就可以了。因为底层直接用宿主机的kernel，自己只需要提供rootfs就可以。由此可见对于不同的linux发行版，bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，因此不同的发行版可以公用bootfs。

5.Dockerfile概述

Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是Dockerfile。

Dockerfile是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可， 省去了敲命令的麻烦。

除了手动生成Docker镜像之外，可以使用Dockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由多条指令组成的文件，其中每条指令对应Linux中的一条命令，Docker程序将读取Dockerfile中的指令生成指定镜像。

Dockerfile结构大致分为四个部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。Dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，支持使用以“#“号开头的注释。

5.1 Docker镜像结构的分层

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。为了防止容器中的数据丢失，因此在运行容器时，应该使用-v选项，将宿主机目录挂载到容器中。Docker使用存储驱动，管理镜像每层内容及可读写的容器层。

（1）Dockerfile中的每个指令都会创建一个新的镜像层；
（2）镜像层将被缓存和复用；
（3）当Dockerfile的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了，对应的镜像层缓存就会失效；
（4）某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效；
（5）镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在Docker容器中不可见了。

5.2 Dockerfile操作常用的指令

（1）FROM镜像
指定新镜像所基于的基础镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条FROM指令=。

（2）MAINTAINER名字
说明新镜像的维护人员信息

（3）RUN命令
在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中.执行多条命令时，可以使用&&或者";"，合并为一条命令执行。

（4）ENTRYPOINT [“要运行的程序”, “参数 1”, “参数 2”]
设定容器启动时,第一个运行的命令及其参数。
可以通过使用命令docker run --entrypoint来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。

（5）CMD [“要运行的程序”, “参数1”, “参数2”]
上面的是exec形式，shell形式：CMD 命令 参数1 参数2
启动容器时默认执行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令，只执行最后一条命令。
如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT，那么CMD就会被覆盖。
CMD 可以为 ENTRYPOINT 指令提供默认参数。

ENTRYPOINT  ["rm"]
CMD  ["-rf", "/opt"]
docker run -d --entrypoint=mkdir 镜像名:标签 cat /etc

情况解析：
1.--entrypoint=mkdir存在时      #--entrypoint指定命令：会覆盖ENTRYPOINT  ["rm"]和CMD  ["-rf", "/opt"]中默认参数，并且会将后面的cat /etc命令当作参数，实际执行效果mkdir cat /etc
2.--entrypoint=mkdir不存在cat /etc存在时   #cat /etc会覆盖CMD  ["-rf", "/opt"]，然后ENTRYPOINT  ["rm"]会把cat /etc命令当作参数，实际执行效果rm cat /etc
3.ENTRYPOINT  ["rm"]不存在时   #cat /etc命令会覆盖CMD参数，实际执行效果cat /etc

执行优先级总结：
docker run --entrypoint >> ENTRYPOINT >> 镜像名:标签 后面的命令>> CMD默认命令参数

（6）EXPOSE端口号
指定新镜像加载到Docker时要开启的端口

（7）ENV 环境变量 变量值
设置一个环境变量的值，会被后面的RUN使用

linxu PATH=$PATH:/opt
ENV PATH $PATH:/opt

（8）ADD 源文件/目录 目标文件/目录
将源文件复制到镜像中，源文件要与 Dockerfile 位于相同目录中，或者是一个 URL
有如下注意事项：
1.如果源路径是个文件，且目标路径是以 / 结尾， 则docker会把目标路径当作一个目录，会把源文件拷贝到该目录下。
如果目标路径不存在，则会自动创建目标路径。
2.如果源路径是个文件，且目标路径是不以 / 结尾，则docker会把目标路径当作一个文件。
如果目标路径不存在，会以目标路径为名创建一个文件，内容同源文件；
如果目标文件是个存在的文件，会用源文件覆盖它，当然只是内容覆盖，文件名还是目标文件名。
如果目标文件实际是个存在的目录，则会源文件拷贝到该目录下。 注意，这种情况下，目录最好显示的以 / 结尾，以避免混淆。
3.如果源路径是个目录，且目标路径不存在，则==docker会自动以目标路径创建一个目录，把源路径目录下的文件拷贝进来。
如果目标路径是个已经存在的目录，则docker会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
4.如果源文件是个归档文件（压缩文件），则docker会自动帮解压。
URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝，都不会自动解压。

（9）COPY 源文件/目录 目标文件/目录
只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile 在相同的目录中。COPY复制效率比ADD略高。

(10 ) VOLUME [“目录”]
声明了容器中的目录作为匿名卷(/var/lib/docker/volumes/(容器ID))，但是并没有将匿名卷绑定到宿主机指定目录的功能，任何向挂载点中写入的信息都不会记录进容器存储层。
必须使用双引号，不能使用单引号
指定VOLUME只是为了避免用户忘记指定-v时导致的数据全部在容器中，这样的话容器一旦被删除所有的数据都丢失了。

VOLUME ["/var/www/html"]

docker run -d 镜像名：标签
实际执行效果：
docker run -d -v /var/lib/docker/volumes/容器ID:/var/www/html 镜像名：标签   #将宿主机目录/var/lib/docker/volumes/容器ID挂载到容器中

（11）USER 用户名/UID
指定运行容器时的用户

（12）WORKDIR 路径
为后续的 RUN、CMD、ENTRYPOINT 指定工作目录

（13）ONBUILD命令：埋雷
指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令。
当在一个Dockerfile文件中加上ONBUILD指令，该指令对利用该Dockerfile构建镜像（比如为A镜像）不会产生实质性影响。
但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像（比如为B镜像）时，这时构造A镜像的Dockerfile文件中的ONBUILD指令就生效了，在构建B镜像的过程中，首先会执行ONBUILD指令指定的指令，然后才会执行其它指令。

ONBUILD  rm -rf /*  -->> myapp:gzy -->> clr:gzy (ONBUILD中设置的命令，会作为clr:gzy容器执行的第一条命令rm -rf /*)

(14 ) ARG
设置编译镜像时加入的参数
使用ENV指令定义的环境变量始终会覆盖同名的 ARG 指令，无论前后顺序如何

ARG CONT_IMG_VER
ENV CONT_IMG_VER=v1.0.0
RUN echo $CONT_IMG_VER

docker build --build-arg CONT_IMG_VER=v2.0.1 .

在编写Dockerfile 时，有严格的格式需要遵循：

• 第一行必须使用FROM指令,指明所基于的镜像名称；
• 之后使用MAINTAINER指令,说明维护该镜像的用户信息；
• 然后是镜像操作相关指令，如RUN指令。每运行一条指令，都会给基础镜像添加新的一层。
• 最后使用CMD指令,指定启动容器时要运行的命令操作。

5.3 Dockerfile案例

配置文件准备

将容器中的/etc/httpd/conf/httpd.conf文件,复制到本地的/opt/apache/目录中

docker ps -a
docker exec -it e903df63e88b bash
cd /etc/httpd/conf
exit
docker cp e903df63e88b:/etc/httpd/conf/httpd.conf /opt/apache

vim /opt/apache/httpd.conf 
   ServerName www.clr.com:80

建立Apache服务的工作目录

mkdir  /opt/apache
cd  /opt/apache

制作Dockerfile文件，并编写构建镜像过程

vim /opt/apache/Dockerfile 

#指定基础镜像
FROM centos:7

#设置镜像维护信息（可选）
MAINTAINER this is apache image <clr 2023-07-23>

#编写构建镜像的过程
RUN yum install -y httpd

#暴露容器中应用程序的端口
EXPOSE 80

#复制宿主机当前目录中的httpd.conf文件到容器中
COPY httpd.conf /etc/httpd/conf/httpd.conf

#指定容器前台启动apache服务，CMD默认使用的命令
CMD ["/usr/sbin/apachectl","-D","FOREGROUND"]

删除系统中目前存在的所有容器和镜像

docker rm $(docker ps -aq)  #删除系统中，目前现存的所有容器
docker ps -a
docker rmi -f  $(docker images -q)  #删除所有镜像
docker images

在当前目录中，生成httpd:gzy镜像

docker build -t httpd:gzy .

docker images
docker run -d -P httpd:gzy
docker ps -a

浏览器访问测试

http://192.168.80.20:32768

自定义web访问页面数据内容

mkdir /opt/apache/html
cd /opt/apache/html
echo '
gzy like mygirl,this is docker
' > index.html     #自定义web页面内容

docker run -d -P -v /opt/apache/html/:/var/www/html httpd:gzy  #创建容器，并将含有自定义web页面内容的绝对路径，挂载到容器Apache服务的网页根目录中
docker ps -a

浏览器访问自定义web页面

http://192.168.80.20:32769

修改网页数据内容，实现实时更新web网页数；

echo '
gzy like big appel AGUA,this is docker
' > /opt/apache/html/index.html

6. 知识点总结

6.1 数据管理

docker run  -v 宿主机目录:容器目录[:ro]		  #将宿主机目录挂载到容器数据卷目录中，实现数据的持久化，其中 :ro 选项设置只读
docker run --volumes-from 数据卷容器名		  #将数据卷容器的数据卷目录共享到容器里
docker run --link 目标容器名:连接别名			  #可实现通过日标容器名或连接别名与目标容器通信

6.2 创建镜像的方法

（1）基于现有镜像创建
先使用现有镜像创建容器 	  docker run
在进入容器进行内容的更新 	  docker exec
最后提交成新的镜像	 	  dcoker commit


（2）基于模板文件创建
从本地容器到处模板文件 	 docker export 
或从网上下载现成的模板文件http://openv.org/Download/template/precreated
将模板文件导入成镜像		 docker import

（3）基于Dockerfile创建

6.3 基于Dockerfile创建

FROM             #指定基础镜像，dockerfile构建镜像的第一个指令 
MAINTAINER       #指定镜像维护人员信息（可选）
RUN              #指定linux命令，建议多条命令可用 && 或 ; 串起来使用
ENV              #设置镜像的环境变量
EXPOSE           #暴露容器端口
VOLUME           #指定容器的匿名数据卷
ADD/COPY         #复制本地文件/目录到镜像中
USER             #指定容器的运行用户
WORKDIR          #指定容器的工作目录
CMD/ENTRYPOINT   #指定容器启动时执行的命令
ARG              #指定构建镜像时传入的参数变量    docker build --build-arg  变量=值               

6.4 ADD和COPY的区别？

COPY   #只能复制本地文件/目录到镜像中
ADD    #不光可以复制本地文件/目录到镜像中，还可以通过URL下载文件复制到镜像中，将本地的tar压缩包，解压后复制到镜像中（URL下载和tar包解压不能一起使用)

6.5 CMD和ENTRYPOINT的区别？

ENTRYPOINT 指定的容器启动命令由优先级更高，如果CMD和ENTRYPOINT同时存在，那么CMD指定的内容将作为ENTRYPOINT指定的命令的选项或参数使用*

6.6 容器启动时运行命令的优先级

docker run --entrypoint=命令
>>  镜像里的 ENTRYPOINT ["命令"]
>>   docker run ...镜像  命令
>>   CMD  里的 ["命令"]