Docker 数据持久化

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概览

默认情况下，在 docker 容器（container）内创建的文件或产生的数据都只是保存在容器的可写层，这意味着当容器不存在时，容器内产生的数据也没有保存下来。

Docker 提供两种容器数据持久化的方法，使用这两种方法即使容器不存在时，数据也能持久化下来：

  • Bind mount：bind mount 可以是宿主机（host）文件系统的任意目录或文件，除了 docker 容器可以访问，宿主机上也可以对这些目录或文件读写操作
  • Volume：volume 数据持久化在宿主机文件系统 /var/lib/docker/volumes/ 目录下，volume 数据由 docker 进行管理，外部不要对 volume 数据进程修改。 Volume 方式是 docker 官方推荐的数据持久化方式。

另外，如果 docker 运行在 Linux 宿主机，还可以使用 tmpfs mount。tmpfs mount 的数据只是保存在宿主机的内存中，并没有持久化到硬盘。

Docker 容器与宿主机数据共享的方式如下图所示：

无论使用哪种方式，对于 docker 容器来说，这些数据都被看作成一个目录或文件，数据的使用方式是一样的。

Bind mount

Bind mount 方式是 docker 早期使用的容器与宿主机数据共享的方式，可以实现将宿主机上的文件或目录挂载（mount）到 docker 容器中使用。

相对于 volume 方式，bind mount 方式存在不少的局限。例如，bind mount 在 Linux 和 Windows 操作系统下不可移植。因此 docker 官方推荐使用 volume 方式。

为了便于说明 docker 数据共享的特点，我们以 busybox 镜像为例进行操作演示。

例如，使用 docker run -v 命令来将将宿主机的 /Users/lihao/code/docker/busybox 目录挂载到容器的 /databind 目录：

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docker run -it --name container1 -v /Users/lihao/code/docker/busybox:/databind busybox

这时，在宿主机上创建两个文件 file1.txt 和 file2.txt，再在容器内执行命令：

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cd /databind
ls

可以同步看到刚创建的两个文件：

file1.txt file2.txt

对于 bind mount，有几点需要注意。

  • -v 宿主机目录路径必须以 / 或 ~/ 开头，否则 docker 会将其当成是 volume 而不是 bind mount
  • 如果宿主机上的目录不存在，docker 会自动创建该目录
  • 如果容器中的目录不存在，docker 会自动创建该目录
  • 如果容器中的目录已有内容，那么 docker 会使用宿主机上目录的内容覆盖容器目录的内容

Volume

与 bind mount 不同，volume 由 docker 创建和管理，docker 所有的 volume 都保存在宿主机文件系统的 /var/lib/docker/volumes 目录下（注意，mac 操作系统以虚拟机运行 docker，因此并不存在该目录，可以参考 stackoverflow）。

Docker 引入 volume 的原因有：

  • 删除容器时，volume 不会被删除
  • 在不同的容器之间共享 volume （存储 / 数据）
  • 容器与存储分离
  • 将 volume 存储在远程主机或云上

可以使用 docker run -v 参数为启动容器加载一个 volume，例如：

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docker run -it -v /data --name container1 busybox

这样，我们就启动了一个名为 container1 的容器，由于使用了 -it 参数，我们以交互方式进行了容器内部。
这时，执行命令：

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ls

可以看到容器中 /data 目录：

bin data dev etc home proc root sys tmp usr var

接着，我们在容器 /data 目录创建 file1.txt 文件：

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cd data
touch file1.txt
exit

退出容器后，执行 docker ps -a 可以看到 container1 容器的退出状态。

现在，我们 inpect 一下容器，看下 docker 在启动容器时做了什么：

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docker inspect container1

可以看到一大串 JSON 格式的输出，我们重点关注 Mounts 字段的输出。

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"Mounts": [
            {
                "Type": "volume",
                "Name": "9ee296c604fcb8e89c726b3ce07b55efe700763058c992821a81ca1c30f11cc5",
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/9ee296c604fcb8e89c726b3ce07b55efe700763058c992821a81ca1c30f11cc5/_data",
                "Destination": "/data",
                "Driver": "local",
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ],

可以看到，当容器 container1 加载一个 volume （/data）时，docker 在目录 /var/lib/docker/volumes/ 创建一个新的目录，用来存储容器中产生的文件。同时，我们注意到 /data 的 RW 属性为 true，即可读可写。

我们重新启动 container1 容器，并进入容器：

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docker restart container1
docker attach container1

在容器执行命令：

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ls
cd /data
ls

可以看到 /data 目录仍在：

bin data dev etc home proc root sys tmp usr var

之前创建的 file1.txt 文件也在：

file1.txt

这说明，即使容器关闭，之前在 volume 存储的文件仍然会保留下来。

然后，我们退出容器，并将容器 container1 删除。

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docker rm container1

这时，使用命令 docker volume ls 查看当前的 volume，可以看到 9ee296c604fcb8e89c726b3ce07b55efe700763058c992821a81ca1c30f11cc5 volume 仍然存在。也就是说，即使容器不存在了，volume 仍可在宿主机上保存下来。

local 9ee296c604fcb8e89c726b3ce07b55efe700763058c992821a81ca1c30f11cc5

如果需要在其他容器也使用这个 volume，可以使用以下命令加载指定的 volume：

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docker run -it -v 9ee296c604fcb8e89c726b3ce07b55efe700763058c992821a81ca1c30f11cc5:/data busybox

可以使用 docker volume rm 删除指定的 volume。

挂载指定的 volume

上面的 docker run -v 命令中，我们并没有指定 volume 的名称，这样 docker 会默认给我们创建一个匿名的 volume。
我们也可以挂载指定名称的 volume：

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docker run -it -v my-volume:/data --name container1 busybox

这样，我们在启动容器 container1 时，将挂载一个名为 my-volume 的 volume，并挂载到容器的 /data 目录。对于 docker 来说，如果 my-volume 不存在，那么 docker 就会自动创建该 volume，并挂载到 /data 目录。

退出容器后，执行

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docker volume inspect my-volume

可以看到 my-volume 的 JSON 输出信息：

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[
    {
        "CreatedAt": "2020-02-06T09:28:54Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-volume/_data",
        "Name": "my-volume",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

可以看到，名为 my-volume 的 volume 在宿主机的目录为 /var/lib/docker/volumes/my-volume/_data。

除了让 docker 帮我们自动创建 volume，我们也可以自行创建 volume：

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docker volume create my-volume2

然后将这个手工创建的 volume 挂载到容器：

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docker run -it -v my-volume2:/data --name container1 busybox

参考资料