---

前言

在本文内容中，我们将讨论 Docker 中管理数据的几种方式，涉及将数据从 Docker 主机挂载到容器中的不同方法。

一、存储

 通过之前的学习，我们学习了有关于容器和镜像的一些知识。对于数据来说，我们可以将其保存在容器中，但是会存在一些缺点：

• 当容器不再运行时，我们无法使用数据，并且容器被删除时，数据并不会被保存。
• 数据保存在容器中的可写层中，我们无法轻松的将数据移动到其他地方。

 针对上述的缺点而言，有些数据信息，例如我们的数据库文件，我们不应该将其保存在镜像或者容器的可写层中。Docker 提供三种不同的方式将数据从 Docker 主机挂载到容器中，分别为卷（volumes），绑定挂载（bind mounts），临时文件系统（tmpfs）。很多时候，volumes 总是正确的选择。

• volumes 卷存储在 Docker 管理的主机文件系统的一部分中（/var/lib/docker/volumes/）中，完全由 Docker 管理。
• bind mounts 绑定挂载，可以将主机上的文件或目录挂载到容器中。
• tmpfs 仅存储在主机系统的内存中，而不会写入主机的文件系统。

 无论使用上述的哪一种方式，数据在容器内看上去都是一样的。它被认为容器文件系统中的目录或单个文件。

二、卷列表

 对于三种不同的存储数据的方式来说，卷是唯一完全由 Docker 管理的。它更容易备份或迁移，并且我们可以使用 Docker CLI 命令来管理卷。

 列出本地可用的卷列表可以使用如下命令：

docker volume ls
1

 运行之后，你可能会看到一些环境中预置镜像对应的卷，或者显示为空。

创建卷

 创建卷我们可以直接使用如下命令：

docker volume create
1

 上述命令会创建一个数据卷，并且会随机生成一个名称。创建之后我们可以查看卷列表：

docker volume ls
1

 这种由系统随机生成名称的创建卷的方式被称为 匿名卷，直接使用该卷需要指定卷名，即自动生成的 ID，所以创建卷时一般手动指定其 name，例如我们创建一个名为 volume1 的卷。

docker volume create volume1
1

挂载卷

 创建卷之后，我们可以用卷来启动一个容器，这里首先需要学习 docker container run 命令的两个参数：

• -v 或 --volume
  • 由三个由冒号（:）分隔的字段组成，[HOST-DIR:]CONTAINER-DIR[:OPTIONS]。
  • HOST-DIR 代表主机上的目录或数据卷的名字。省略该部分时，会自动创建一个匿名卷。如果是指定主机上的目录，需要使用绝对路径。
  • CONTAINER-DIR 代表将要挂载到容器中的目录或文件，即表现为容器中的某个目录或文件。
  • OPTIONS 代表配置，例如设置为只读权限（ro），此卷仅能被该容器使用（Z），或者可以被多个容器使用（z）。多个配置项由逗号分隔。

 例如，我们使用 -v volume1:/volume1:ro,z。代表的是意思是将卷 volume1 挂载到容器中的 /volume1 目录。ro,z 代表该卷被设置为只读（ro），并且可以多个容器使用该卷（z）。

• --mount
  • 由多个键值对组成，键值对之间由逗号分隔。例如：type=volume,source=volume1,destination=/volume1,ro=true。
  • type，指定类型，可以指定为 bind，volume，tmpfs。
  • source，当类型为 volume 时，指定卷名称，匿名卷时省略该字段。当类型为 bind，指定路径。可以使用缩写 src。
  • destination，挂载到容器中的路径。可以使用缩写 dst 或 target。
  • ro 为配置项，多个配置项直接由逗号分隔一般使用 true 或 false。

 针对上述创建的卷 volume1，用其来运行一个容器就可以使用如下命令：

docker container run \
    -it \
    --name niuma001 \
    -v volume1:/volume1 \
    --rm ubuntu /bin/bash
1
2
3
4
5

或者我们也可以使用 --mount，其语法格式如下：

docker container run \
    -it --name niuma002 \
    --mount type=volume,src=volume1,target=/volume1 \
    --rm ubuntu /bin/bash
1
2
3
4

 从命令中，可以很明显的得出，--mount 的可读性更好。所以，推荐大家使用 --mount。

 在 docker container run 中我们使用了参数 --rm，它的作用在容器退出时删除容器。这里我们创建的镜像只是希望它短期运行，其用户数据并无保留的必要，因而可以在容器启动时设置 --rm 选项，这样在容器退出时就能够自动清理容器内部的文件系统。

 值得注意的是，后台运行的容器无法使用 -d 与 --rm 选项。

 上述操作，我们分别运行了两个容器，并分别挂载了一个卷，还可多次使用该参数挂载多个卷或目录。并且对于这两个容器来说，由于我们使用的是同一个卷，所以他们将共享该数据卷，但是对于多个容器共享数据卷时，需要注意并发性。大家可以分别连接到两个容器中，操作数据，验证其是同步的，这里就不再详细演示了。

三、绑定挂载

 对于数据卷来说，其优点在于方便管理。而对于绑定挂载 bind-mounts 来说，通过将主机上的目录绑定到容器中，容器就可以操作和修改主机上该目录的内容。这既是其优点也是其缺点。

 例如，我们将 /home/xiaoniuma 目录挂载到容器中的 `/home/xiaoniuma 目录下，使用的命令如下：

docker container run \
    -it \
    -v /home/xiaoniuma:/home/xiaoniuma \
    --name xiaoniuma003 \
    --rm ubuntu /bin/bash
1
2
3
4
5

 而如果使用的是 --mount，相应的语句如下：

docker container run \
    -it \
    --mount type=bind,src=/home/xiaoniuma,target=/home/xiaoniuma \
    --name xiaoniuma004 \
    --rm ubuntu /bin/bash
1
2
3
4
5

 如果绑定挂载时指定的容器目录是非空的，则该目录中的内容将会被覆盖。并且如果主机上的目录不存在，会自动创建该目录。

 上述两个操作针对的是目录，而对于挂载文件来说，可能会出现一些特殊情况，涉及到绑定挂载和使用卷的区别。下面我们重现这一操作：

1. 首先在当前目录，即 /home/xiaoniuma 目录下，创建一个 test.txt 文件。并向其中写入文本内容 “test1”：

echo "test1" > test.txt
1

2. 接着创建一个容器 xiaoniuma005，将 test.txt 文件挂载到容器中的 /test.txt 文件，并查看容器中 /test.txt 文件的内容：

docker container run \
    -it \
    -v /home/xiaoniuma/test.txt:/test.txt \
    --name xiaoniuma005 ubuntu /bin/bash
1
2
3
4

3. 这时新打开一个终端，通过 echo 命令向 /home/xiaoniuma/test.txt 文件追加内容 “test2”，并在容器中查看 /test.txt 文件的内容：

echo "test2" >> test.txt
1

4. 这时无论是在容器中还是主机上都能查看到该文件的内容。接下来在主机上查看 test.txt 的 inode 号。
   
   使用 VIM 编辑该文件，添加 “test3”，并查看该文件的内容：
   
   
   
   
    如上图所示，在主机上使用 VIM 编辑后，通过 VIM 做出的修改不能在容器中查看到。这是因为 VIM 编辑保存文件的时候，会将文件内容写入到一个新的文件中，保存好后，删除掉原来的文件，并将新文件重命名，从而完成保存的操作。但是我们标识文件是通过 inode，因此 Docker 绑定的主机文件，依旧是 VIM 编辑之前的 inode，即旧文件。所以容器中看到的，依然是旧的内容。
    对于数据卷来说，由 Docker 完全管理，而绑定挂载，则需要我们自己去维护。我们需要自己手动去处理这些问题，这些问题并不仅仅是上面演示的内容，还可能有用户权限，SELINUX 等问题。

 最后简单说一下临时文件系统 tmpfs。它只存储在主机的内存中。当容器停止时，相应的数据就会被移除。

docker run \
    -it \
    --mount type=tmpfs,target=/test \
    --name xiaoniuma008 \
    --rm ubuntu bash
1
2
3
4
5

四、数据卷容器

 如果容器之间需要共享一些持续更新的数据，最简单的方式就是使用用户数据卷容器。其他容器通过挂载这个容器实现数据共享，这个挂载数据卷的容器就叫做数据卷容器。数据卷容器就是一种普通容器，它专门提供数据卷供其它容器挂载使用。

 首先，我们创建一个数据卷和数据卷容器，执行的命令如下：

# 创建一个名为 vdata 的数据卷
docker volume create vdata

# 创建一个挂载了 vdata 的容器，这个容器就是数据卷容器
docker container run \
    -it \
    -v vdata:/vdata \
    --name XiaoniumaVolume ubuntu /bin/bash

# 在 /vdata 目录下创建一个文本文件
echo "I am XiaoniumaVolume" > /vdata/f.txt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

 接下来我们分别打开新的终端输入以下命令，创建两个容器，在执行 docker container run 时，我们添加参数 --volumes-from 继承数据卷容器 XiaoniumaVolume 挂载的数据卷。进入容器后分别创建文件

# 创建容器 test1
docker container run \
    -it \
    --volumes-from XiaoniumaVolume \
    --name test1 ubuntu /bin/bash

# 查看 vdata 目录是否存在
ls -dl /vdata/

# 创建一个文件，并写入内容
echo "I am test1" > /vdata/test1.txt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

 同样的，我们执行上述操作，创建容器 test2。

# 创建容器 test2
docker container run \
    -it \
    --volumes-from XiaoniumaVolume \
    --name test2 ubuntu /bin/bash

# 查看 vdata 目录是否存在
ls -dl /vdata/

# 创建一个文件，并写入内容
echo "I am test2" > /vdata/test2.txt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

 我们进入到 XiaoniumaVolume 容器所在的终端，在挂载的数据中查看文件的内容：

# 查看数据卷中的内容
ls -al /vdata/
1
2

 从上图的结果中我们可以看到，数据卷在三个容器之间是共享的。

五、数据备份

 数据存在于数据卷中，如果我们想要备份它，可以采用创建备份容器的方式。

docker container run \
   --volumes-from XiaoniumaVolume \
   -v /home/xiaoniuma/backup:/backup \
   ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /vdata/
1
2
3
4

• --volumes-from XiaoniumaVolume 使得备份容器继承容器 XiaoniumaVolumeVolume 的数据卷。
• -v /home/xiaoniuma/backup:/backup 把 /home/xiaoniuma/backup 目录采用绑定挂载的方式，挂载到容器的 /backup 目录上。
• tar cvf /backup/backup.tar /vdata 容器中执行了这么一条压缩归档命令，将 /vdata 中的全部数据打包到了 /backup/backup.tar，而刚刚的数据绑定，使得整个压缩包存在于主机中，从而达到了数据备份的效果。

 如上图所示，数据卷中的所有数据都被打包到了 /home/xiaoniuma/backup 目录中。

六、数据恢复

 与数据备份相同的方式，我们可以使用如下命令创建恢复容器，来还原数据卷中的数据。

docker container run \
   --volumes-from XiaoniumaVolume \
   -v /home/xiaoniuma/backup:/backup \
   ubuntu tar xvf /backup/backup.tar -C /
1
2
3
4

 这里解压的路径为 / 即 /vdata 的上一级目录。由于与数据备份非常相似，这里不再给出结果分析。

总结

 本文主要使用三种不同的方式将数据从 Docker 主机挂载到容器中，分别为卷（volumes），绑定挂载（bind mounts），临时文件系统（tmpfs）。还介绍了数据卷容器、数据卷的备份与恢复。

 下文讲解Docker网络管理。