Docker Volume

"Ice in my vein" 

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Docker Volume(存储卷)

什么是存储卷?

        存储卷就是: “将宿主机的本地文件系统中存在的某个目录，与容器内部的文件系统上的某一目录建立绑定关系”。

存储卷与容器本身的联合文件系统？

        在宿主机上的这个与容器形成绑定关系的目录被称作“存储卷”。而这个卷的本质就是文件或者目录，它可以绕过默认的联合文件系统，直接以文件或目录的形式存在于宿主机上。

        使得可以在宿主机和容器内共享数据库内容。让容器直接访问宿主机中的内容，也可以宿主机向容器写入内容，容器和宿主机的数据读写是同步的。

        

为什么需要存储卷?

        存储卷技术的产生，主要来源于解决四个问题的需求。

✨ 数据丢失

容器按照业务类型，总体可以分为两类:

• 无状态(数据不需要被持久化)

• 有状态(数据需要被持久化)

        显然，容器更擅长无状态应用。因为，容器根目录的生命周期，同容器的生命周期一样。容器文件系统的本质是在镜像层上面创建的读写层，运行中的容器对任何文件的修改都存在于该读写层，当容器被删除时，容器中的读写层也会随之消失。 

        但实际业务总是有各种需要数据持久化的场景: 比如 MySQL、Kafka 等有状态的业务。所以，Docker 提出了卷(volume)的概念

✨ 性能问题

        UnionFS 对于修改删除等，一般效率非常低。

✨  宿主机和容器互访不方便

宿主机访问容器，或者容器访问要通过 docker cp 来完成，应用很难操作。

✨  容器和容器共享不方便

两个容器内部不同的目录，同时绑定宿主机上的某一目录，就可以实现数据共享。

        

存储卷分类

        目前 Docker 提供了三种方式将数据从宿主机挂载到容器中:

🩰 volume docker 管理卷

🩰 bind mount 绑定数据卷

🩰 tmpfs mount 临时数据卷

        下图表示三类存储卷，在Docker存储卷中的结构:

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存储卷详解

管理卷 Volume

        docker管理卷默认映射到宿主机的 /var/lib/docker/volumes(如果修改了默认目录，就不是这条路径)目录下，只需要在容器内指定要挂在点是什么。容器引擎daemon会自行创建一个空的目录在被绑定的宿主机目录下。或者使用一个已经存在的目录，与存储卷建立存储关系。

        这种方式极大解脱用户在使用卷时的耦合关系，缺陷是用户无法指定那些使用目录，临时存储比较适合。

创建卷:

        存储卷可以通过命令方式创建，也可以通过在创建容器的时候通过 -v and --mount 指定。

方法一:Volume 命令操作    

        操作docker管理卷的命令清单如下:

命令	别名	功能
docker volume create		创建存储卷
docker volume inspect		显示存储卷的详细信息
docker volume ls	docker volume list	列出存储卷
docker volume prune		清理无用的存储卷
docker volume rm		删除存储卷

🎱 docker volume create

语法:

# 创建存储卷
docker volume create [OPTIONS] [VOLUME]OPTIONS:
-d, --driver：指定驱动，默认是 local
--label：指定元数据

🎱 docker volume inspect

语法:

# 查看卷详细信息
docker volume inspect [OPTIONS] VOLUME [VOLUME...]OPTIONS:
-f：指定相应个格式

🎱 docker volume ls

语法:

# 列出卷
docker volume ls [OPTIONS]OPTIONS:
--format：指定相应个格式
--filter,-f: 过滤
-q: 仅显示名称    

🎱 docker volume rm

语法:

# 删除卷，需要容器不使用    
ocker volume rm [OPTIONS] VOLUME [VOLUME...]OPTIONS:
-f,--force:强制删除

🎱 docker volume prune

语法:

# 删除不使用的本地卷
docker volume prune [OPTIONS]OPTIONS:
--filter:过滤
-f, --force :不提示是否删除

方法二: -v 或者 --mount 指定

# -v参数 完成目录映射
docker run -v name:directory[:options]ARGS:
name:卷名称
directory:卷映射到容器的目录
options:如 ro 表示 readonly

# --mount 参数--mount '<key>=<value>,<key>=<value>'ARGS:
type:类型表示 bind, volume, or tmpfs
source\src ：对于命名卷，这是卷的名称。[对于匿名卷，省略此字段]
destination\dst\target：文件或目录挂载在容器中的路径
ro,readonly: 只读方式挂载

方法三: Dockerfile 匿名卷

        通过Dockerfile的VOLUME可以创建docker管理卷。但不在本篇细说。

操作案例:

Docker 命令创建管理卷

        使用 "docker create" 创建一个名为 "test_volume"的存储卷:

        输入 "docker volume ls" 查看我们创建的存储卷: 

       检查存储卷的内部信息“docker volume inspect”:

        我们现在访问这个目录:

        此时可以发现，该目录是被自动创建的空目录。

        我们给该存储卷分配给一个nginx容器时，就会发现:

        宿主机和容器之间数据是同步的

Docker -v 创建管理卷

        -v 创建管理卷，并且启动容器:

docker run --name nginx1 -d -p 80:80 -vtest_volume:/usr/share/nginx/html:ro nginx:1.24.0

        进入卷的目录:

        我们看到，创建docker管理卷后，宿主机的目录同容器目录文件实际是共享的~我们可以借此修改index.html文件:

        这是修改前的原Nginx首页:

        修改后(注:我们是在宿主机的目录，对这个首页文件进行修改):

        我们再次进入docker容器中，看看修改容器内的文件后，宿主机会不会更新：

        我们会发现，在容器内部是不能对该关联目录内的文件进行修改的！答案是，我们在创建管理卷的时候，设置了“ro”参数 —— 所以，这个ro参数针对的对象是，谨防从容器内部对文件进行修改！

        最后，我们再清理释放空间。

        指定 ro 的话宿主机可以修改，但是容器里面无法修改

Docker mount 创建管理卷

        mount 创建管理卷，并且启动容器:

docker run -d -p 80:80 --name nginx 
--mount    type=volume,source=test_volume,target=/usr/share/nginx/html nginx:latestARGS:
type有很多: volume表示管理存储卷 bind表示绑定存储卷 tmpfs表示临时存储卷

        查看卷、容器创建成功:

        查看卷挂载点:

Docker 卷生命周期

        我们继续上接前文，为一个nginx容器创建了一个存储卷，我们可以在容器内、宿主机上找到这个存储卷同步的内容:

        当我们将容器删除时:

        存储卷的内容还是存在的，如果此时我们使用命令删除存储卷时，存储卷的内容就会被彻底清空:        

Docker 卷共享

        -v 创建管理卷，并且启动 2 容器，指定同一个存储卷。

docker container run --name nginx1 -d -p 80:80 -v mutual_volume:/usr/share/nginx/html nginx:1.24.0
docker container run --name nginx2 -d -p 81:80 -v mutual_volume:/usr/share/nginx/html nginx:1.23.0

        观察存储卷信息，修改 index.html:

        观察容器内部的文件，发现都是同一份:

绑定卷 bind mount

        绑定数据卷，需要人工在宿主机上指定一个特定路径，在容器中指定一个特定路径，再建立这两个特定路径的关联。

        与管理卷不同，绑定卷的有些参数是不一样的。

docker run -v name:directory[:options]ARGS:
name:宿主机目录，这个和管理卷是不一样的

--mount '<key>=<value>,<key>=<value>'ARGS:
source\src: 宿主机目录，这个和管理卷是不一样的

        其余参数都大差不差，咱们在这儿就不多费舌，直接上操作案例。

操作案例: 

--mount 创建管理卷

        使用-mount 方式创建容器：

        创建 nginx 容器，并将宿主机 “/webapp” 目录挂载至容器“/usr/share/nginx/html”目录。

注:如果这个目录不存在，就会报错

docker run -d -p 80:80 --name bind 
--mounttype=bind,source=/data/webapp,target=/usr/share/nginx/html nginx:1.23.0# source:人为指定路径

        查看挂载信息:

 docker inspect bind

        进入容器的终端，查看挂载点目录,和在宿主机上查看里面都是没有文件:

         这是 bind mount 模式和 volume 模式最大的不同点！！

我们在宿主机上添加 index.html，通过浏览器，我们可以访问到这个文件内容:

删除容器，然后查看宿主机上的文件 , 还是存在，说明容器删除并不影响 bind 映射。

-v 创建绑定卷

        使用-v 方式创建容器： 创建 nginx 容器:

        并将宿主机/webapp2 目录挂载至容器 /usr/share/nginx/html 目录。注：当目录不存在时，仍然会报错。

docker run -d -p 80:80 --name bind -v /data/webapp2:/usr/share/nginx/html nginx:1.23.0

        查看挂在信息:

        后面的演示情况可以参照 使用 --mount方式创建的存储卷。

绑定卷共享

        我们启动两个绑定卷，都绑定到宿主机的同一个目录:

        我们使用本机回环，这两个容器看到的内容是一样的。

临时卷 tmpfs

        临时卷数据位于内存中，在容器和宿主机之外。映射到于宿主机内存中，一旦容器停止运行，tmpfs mounts就会被移除，数据就会丢失，用于高性能的临时数据存储。

tmpfs 局限性:     

🪀 不同于卷和绑定挂载，不能在容器之间共享 tmpfs 挂载

🪀 这个功能只有在 Linux 上运行 Docker 时才可用

创建卷:

方式一: 指定--tmpfs 创建

--tmpfs /path

方式二：--mount 指定参数创建

--mount '<key>=<value>,<key>=<value>'OPTIONS:
destination，dst,target：挂载在容器中的路径
tmpfs-size：tmpfs 挂载的大小（以字节为单位）。默认无限制
tmpfs-mode：tmpfs 的八进制文件模式。例如，700 或 0770。默认为 1777或全局可写

操作案例:

tmpfs 参数创建临时卷

        创建临时卷并启动容器

docker container run --name tmpfs -d -p 80:80 --tmpfs /usr/share/nginx/html/ nginx:latest

        进入容器可以看到 nginx 里面的文件被覆盖了，也就是说 tmpfs 也会覆盖容器里面的文件。绑定卷也是如此。

        添加一个首页:

         我们可以在浏览器中查看:

        我们现在重启容器，发现之前的文件不存在了！

mount 创建临时卷

        创建临时卷并启动容器:

docker container run --name tmpfs -d -p 80:80 
--mounttype=tmpfs,target=/usr/share/nginx/html,tmpfs-size=1m nginx:1.23.0

        添加一个首页:

tmp-size: 

        拷贝一个大文件到容器里面：

        拷贝文件到我们的卷目录，超过了限制(tmpfs-size)，空间限制为了 1m，会提示没有空间。 

tmpfs 失踪了

        创建一个普通的容器:

docker run -d -it --name tmpfs nginx:1.23.0 

        在容器里面写入一个文件 mylabel.txt:

        我们在宿主机上查找文件，文件被找到了，是因为他在容器的可写层:

        我们再创建个临时卷：

docker run -d --name tmpfs2 --tmpfs /app nginx:1.24.0

        进入容器，在/app 目录下创建 mynewlabel.txt。

        在宿主机上查找 mynewlabel.txt，可以发现，文件找不到。

         所以 tmpfs 的内容不是存储在我们的容器的可写层里面的。更加进一步佐证其存储的位置是在内存上。

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本篇到此结束，感谢你的阅读。