淺談docker學習之docker數(shù)據(jù)卷(volume)
1.什么是數(shù)據(jù)卷volume
為了了解什么是Docker Volume，首先我們需要明確Docker內(nèi)的文件系統(tǒng)是如何工作的。Docker鏡像被存儲在一系列的只讀層。當我們開啟一個容器，Docker讀取只讀鏡像并添加一個讀寫層在頂部。如果正在運行的容器修改了現(xiàn)有的文件，該文件將被拷貝出底層的只讀層到最頂層的讀寫層。在讀寫層中的舊版本文件隱藏于該文件之下，但并沒有被不破壞 - 它仍然存在于鏡像以下。當Docker的容器被刪除，然后重新啟動鏡像時，將開啟一個沒有任何更改的新的容器 - 這些更改會丟失。此只讀層及在頂部的讀寫層的組合被Docker稱為Union File System（聯(lián)合文件系統(tǒng)）。
為了能夠保存（持久）數(shù)據(jù)以及共享容器間的數(shù)據(jù)，Docker提出了Volumes的概念。很簡單，volumes是目錄（或者文件），它們是外部默認的聯(lián)合文件系統(tǒng)或者是存在于宿主文件系統(tǒng)正常的目錄和文件。
2.為什么使用數(shù)據(jù)卷volume
Docker的鏡像是由一系列的只讀層組合而來，當啟動一個容器的時候，Docker加載鏡像的所有只讀層，并在最上層加入一個讀寫層。這個設計使得Docker可以提高鏡像構建、存儲和分發(fā)的效率，節(jié)省了時間和存儲空間，然而也存在如下問題。
（1）容器中的文件在宿主機上存在形式復雜，不能在宿主機上很方便的對容器中的文件進行訪問
（2）多個容器之間的數(shù)據(jù)無法共享
（3）當刪除容器時，容器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將丟失
為了解決這些問題，Docker引入了數(shù)據(jù)卷（volume）機制。volume是存在一個或多個容器中的特定文件或文件夾，這個目錄能夠獨立于聯(lián)合文件系統(tǒng)的形式在宿主機中存在，并為數(shù)據(jù)的共享與持久提供一下便利。
（1）volume在容器創(chuàng)建時就初始化，在容器運行時就可以使用其中的文件
（2）volume能在不同的容器之間共享和重用
（3）對volume中的數(shù)據(jù)的操作會馬上生效
（4）對volume中數(shù)據(jù)操作不會影響到鏡像本身
（5）volume的生存周期獨立于容器的生存周期，即使刪除容器，volume仍然會存在，沒有任何容器使用的volume也不會被Docker刪除
3.如何使用數(shù)據(jù)卷
3.1 從容器掛載volume(-v /path)
在使用docker run創(chuàng)建新容器的時候，可以使用-v 標簽為容器添加數(shù)據(jù)卷volume，以下用法是從容器中的某個文件夾創(chuàng)建volume，如果容器中指定的文件夾不存在，會自動生成
在上面的概念中，有說道，宿主機應該會有一個文件夾綁定掛載到容器中的volume掛載點，那默認的宿主機上的文件夾在哪呢，使用docker inspect命令，查看下容器詳情（CRT令起一個SSH終端）
[root@localhost ~]# docker inspect volume-test01
[
{
"Id": "81a74152e6f45a3f780ac7cdc37c9a089814f9a70aad1d27747093ca3c3dae3e",
"Created": "2016-08-25T07:48:55.942949334Z",
"Path": "/bin/bash",
"Args": [],
"State": {
"Status": "running",
"Running": true,
"Paused": false,
"Restarting": false,
"OOMKilled": false,
"Dead": false,
"Pid": 10199,
"ExitCode": 0,
"Error": "",
"StartedAt": "2016-08-25T07:48:56.777918888Z",
"FinishedAt": "0001-01-01T00:00:00Z"
},
"Image": "sha256:4fd21defa24c8c07b3689b267a63d563ca0e26ef931b329fc3f3d46efb5bba2d",
"ResolvConfPath": "/var/lib/docker/containers/81a74152e6f45a3f780ac7cdc37c9a089814f9a70aad1d27747093ca3c3dae3e/resolv.conf",
"HostnamePath": "/var/lib/docker/containers/81a74152e6f45a3f780ac7cdc37c9a089814f9a70aad1d27747093ca3c3dae3e/hostname",
"HostsPath": "/var/lib/docker/containers/81a74152e6f45a3f780ac7cdc37c9a089814f9a70aad1d27747093ca3c3dae3e/hosts",
"LogPath": "",
"Name": "/volume-test01",
"RestartCount": 0,
"Driver": "devicemapper",
"MountLabel": "system_u:object_r:svirt_sandbox_file_t:s0:c47,c332",
"ProcessLabel": "system_u:system_r:svirt_lxc_net_t:s0:c47,c332",
"AppArmorProfile": "",
"ExecIDs": null,
"HostConfig": {
"Binds": null,
"ContainerIDFile": "",
"LogConfig": {
"Type": "journald",
"Config": {}
},
"NetworkMode": "default",
"PortBindings": {},
"RestartPolicy": {
"Name": "no",
"MaximumRetryCount": 0
},
"VolumeDriver": "",
"VolumesFrom": null,
"CapAdd": null,
"CapDrop": null,
"Dns": [],
"DnsOptions": [],
"DnsSearch": [],
"ExtraHosts": null,
"GroupAdd": null,
"IpcMode": "",
"Links": null,
"OomScoreAdj": 0,
"PidMode": "",
"Privileged": false,
"PublishAllPorts": false,
"ReadonlyRootfs": false,
"SecurityOpt": null,
"UTSMode": "",
"ShmSize": 67108864,
"ConsoleSize": [
0,
0
],
"Isolation": "",
"CpuShares": 0,
"CgroupParent": "",
"BlkioWeight": 0,
"BlkioWeightDevice": null,
"BlkioDeviceReadBps": null,
"BlkioDeviceWriteBps": null,
"BlkioDeviceReadIOps": null,
"BlkioDeviceWriteIOps": null,
"CpuPeriod": 0,
"CpuQuota": 0,
"CpusetCpus": "",
"CpusetMems": "",
"Devices": [],
"KernelMemory": 0,
"Memory": 0,
"MemoryReservation": 0,
"MemorySwap": 0,
"MemorySwappiness": -1,
"OomKillDisable": false,
"PidsLimit": 0,
"Ulimits": null
},
"GraphDriver": {
"Name": "devicemapper",
"Data": {
"DeviceId": "29",
"DeviceName": "docker-253:0-101330881-9cb32851050b1707022b475489686582a272d883a56a8ff52f3344f56b65639f",
"DeviceSize": "10737418240"
}
},
"Mounts": [
{
"Name": "5ddd734c53a38a78a9f739157c63074b4aff736d4045925616d7753402304137",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/5ddd734c53a38a78a9f739157c63074b4aff736d4045925616d7753402304137/_data",
"Destination": "/opt/vol-data",
"Driver": "local",
"Mode": "",
"RW": true,
"Propagation": ""
}
],
"Config": {
"Hostname": "81a74152e6f4",
"Domainname": "",
"User": "",
"AttachStdin": true,
"AttachStdout": true,
"AttachStderr": true,
"Tty": true,
"OpenStdin": true,
"StdinOnce": true,
"Env": null,
"Cmd": [
"/bin/bash"
],
"Image": "test/mycentos:v1.0",
"Volumes": {
"/opt/vol-data": {}
},
"WorkingDir": "",
"Entrypoint": null,
"OnBuild": null,
"Labels": {}
},
"NetworkSettings": {
"Bridge": "",
"SandboxID": "c73841812aab480cf8e6a02071e36951dceb002d7b36f7dc0b38ccd9db833ba5",
"HairpinMode": false,
"LinkLocalIPv6Address": "",
"LinkLocalIPv6PrefixLen": 0,
"Ports": {},
"SandboxKey": "/var/run/docker/netns/c73841812aab",
"SecondaryIPAddresses": null,
"SecondaryIPv6Addresses": null,
"EndpointID": "3e492b611d9bd2c202c8a6c8fe4b4a755393545348b1aeb4e60995609dabb07c",
"Gateway": "172.17.0.1",
"GlobalIPv6Address": "",
"GlobalIPv6PrefixLen": 0,
"IPAddress": "172.17.0.2",
"IPPrefixLen": 16,
"IPv6Gateway": "",
"MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
"Networks": {
"bridge": {
"IPAMConfig": null,
"Links": null,
"Aliases": null,
"NetworkID": "54001aaff29a231c9b2fe83459805d99dce0c21d6e2719f9b11bc90d8fe2f9c9",
"EndpointID": "3e492b611d9bd2c202c8a6c8fe4b4a755393545348b1aeb4e60995609dabb07c",
"Gateway": "172.17.0.1",
"IPAddress": "172.17.0.2",
"IPPrefixLen": 16,
"IPv6Gateway": "",
"GlobalIPv6Address": "",
"GlobalIPv6PrefixLen": 0,
"MacAddress": "02:42:ac:11:00:02"
}
}
}
}
]
注意看Mounts節(jié)點(Docker的版本用的是1.10.3),數(shù)據(jù)卷的使用，類似于 Linux 下對目錄或文件進行 mount。
"Mounts": [
{
"Name": "5ddd734c53a38a78a9f739157c63074b4aff736d4045925616d7753402304137",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/5ddd734c53a38a78a9f739157c63074b4aff736d4045925616d7753402304137/_data",
"Destination": "/opt/vol-data",
"Driver": "local",
"Mode": "",
"RW": true,
"Propagation": ""
}
]
當我們在容器的volume上操作時，宿主機上對應的文件是否也會跟著變動呢？測試一下，在容器的volume上創(chuàng)建一個文件test.txt，然后查看宿主機是不是也會同步存在
經(jīng)測試，當容器上的volume有變動時，宿主機也會跟著變動，那反過來呢？經(jīng)測試也是一樣的。不管是容器掛載點發(fā)生變動還是宿主機對掛載目錄進行操作，令一方都會跟著變動。
利用docker commit生成新鏡像，然后docker run -it 運行新鏡像，發(fā)現(xiàn)容器掛載目錄下沒有任何文件了。說明生成新鏡像時，是不保存掛載文件的。
3.2從宿主機掛載volume(-v /host-path:/container-path)
將主機的文件或文件夾作為volume掛載時，可以用多個 -v標簽為容器添加多個volume，還可以使用:ro指定該volume為只讀。注意：如果容器中指定的掛載目錄存在相同的文件時，會被宿主機覆蓋掉
在宿主機上建立了/opt/vol-01和/opt/vol-02掛載點，分別和容器中的/opt/vol-test-1和/opt/vol-test-2對應，前者權限默認讀寫，后者只能讀,用docker inspect
當在容器的vol-test-2上新建操作時，會提示只讀.在宿主機上，2個掛載點新增，修改，刪除操作都OK，但是在容器中居然2個都不行，按理說應用是第二個vol-test-2不行才對，不知是哪里出問題了。
利用docker commit生成新鏡像，然后docker run -it 運行新鏡像，發(fā)現(xiàn)容器掛載目錄下沒有任何文件了。說明生成新鏡像時，是不保存掛載文件的。
3.3使用Dockerfile添加volume
使用VOLUME指令向容器添加volume
VOLUME /data
多個時VOLUME ["/data1","/data2"]
這種情況和第一個中情況docker run -v /data是一樣的。注意，dockerfile中使用volume是不能和第二種方法那樣掛載宿主機中指定的文件夾。這時為了保證Dockerfile的可移植性，因為不能保證所有的宿主機都有對應的文件夾。
需要注意的是，在Dockerfile中使用VOLUME指令后，如果嘗試對這個volume進行修改，這些修改指令都不會生效，比如下面例子，嘗試添加一個文件，并修改文件并改變文件所有權限
FROM test/mycent:v1.0 RUN useradd foo VOLUME /data RUN touch /data/x RUN chown -R foo:foo /data
通過該Dockerfile創(chuàng)建鏡像并啟動容器后，該容器中存在用戶foo，并且能看到在/data掛載的volume，但是/data文件夾的所有者并沒有被改變?yōu)閒oo，而且/data下也沒有/data/x文件。但是如果順序反過來，先建文件，先授權，再掛載volume，那就得到期待的結果。
4.共享volume/數(shù)據(jù)卷容器(--volumes-from)
如果你有一些持續(xù)更新的數(shù)據(jù)需要在容器之間共享，最好創(chuàng)建數(shù)據(jù)卷容器。數(shù)據(jù)卷容器，其實就是一個正常的容器，專門用來提供數(shù)據(jù)卷供其它容器掛載的。
先創(chuàng)建一個名為dbdata的數(shù)據(jù)卷容器，專門共其他容器掛載。
在/opt/dbdata下創(chuàng)建了一個文件db.properties。
再啟動2個容器，a，b都a--volumes-from dbdata,b --volumes-from a.
可以看到vol_a,vol_b容器的/opt/dbdata下都有db.properties文件。在vol_b的/opt/dbdata下創(chuàng)建文件vol_b.txt時，容器dbdata,vol_a也都同時同步了。
對dbdata,vol_a,vol_b使用命令docker inspect時，發(fā)現(xiàn)他們的Mounts下的Source都是一樣的，說明它們都綁定到宿主機的同一個目錄，所以當某個容器的掛載修改時，其他容器也看到了同樣的效果
如果掛載源有多個時，可以使用多個--volumes-from，如
docker run -it --name vol_use --volumes-from vol_a --volumes-from vol_b test/mycentos:v1.0 /bin/bash.
如果一個容器掛在了volume，即使容器停止了運行，該volume仍然存在，其他容器仍然可以繼續(xù)--volumes-from它。
5.刪除volume
如果創(chuàng)建容器時掛載了volume，
在/var/lib/docker/volumes/04b003b21b873157433deffbaf08bb0c89d234d3ec3c6576fdd7b61f5d41163e/_data下會生成相應的文件（路徑，不同版本，不同操作系統(tǒng)會有所不同，具體可以用docker inspect查看容器具體信息），當刪除容器時，宿主機上的掛載目錄時不會刪除的，并且目錄名稱是隨機字符，不知意義，所以在刪除容器時，需要妥善處理容器的volume。刪除容器時一并刪除volume有2中方法
（1）docker rm -v 刪除容器。就是刪除容器時，加上-v
（2）docker run --rm .就是啟動容器的時候加上--rm，那么當容器運行停止時會自動刪除容器以及容器所掛載的volume
上面創(chuàng)建了容器dbdata,vol_a,vol_b,vol_c,現(xiàn)在使用docker rm -v看看有什么效果。
vol_c是--volumes-from dbdata的，刪除vol_c時，宿主機的掛載目錄仍存在，沒刪掉，猜測那是因為還有其他容器在連著或者說是dbdata -v的時候創(chuàng)建的。那現(xiàn)在刪除dbdata容器試試看（vol_a是--volumes-from dbdata的，vol_a還沒刪除，驗證下能否刪除dbdata)。
發(fā)現(xiàn)dbdata刪除時，宿主機那目錄仍然存在，同時也說明哪怕vol_a是--volumes-from dbdata的，vol_a還沒刪除，那也沒影響。同時也說明只要還有一個容器在掛載這宿主機的目錄，那宿主機的目錄就不會刪除。那接下來，把所有容器都刪除，再看結果。
可以看到，當最后一個容器刪除后，宿主機那volume目錄終于刪除了.
6.備份、恢復或遷移volume
上面有測試過，當使用docker commit等手段生成新鏡像，然后再啟動鏡像生成新容器時，原先volume目錄下的文件不見了，可以生成新鏡像時，并沒有把volume下的文件一起打包生成鏡像。
volume作為數(shù)據(jù)的載體，在很多情況下需要對其中的數(shù)據(jù)進行備份、遷移，或是從已有數(shù)據(jù)恢復。一個很容易想到的方法就是用docker inspect命令查找到volume對應宿主機上對應的那個目錄位置，然后復制其中內(nèi)容或使用tar打包。當這些笨拙的做法并不值得推薦，因為查找主機上文件夾后再操作容易出錯，也不適合腳本的自動化執(zhí)行。
備份volume可以使用以下方法
docker run --rm --volumes-from dbdata -v $(pwd):/backup test/mycentos:v1.0 tar cvf /back/data.tar /data
這行指令啟動了一個臨時的容器，這個容器掛載了兩個volume，第一個volume與要備份的volume共享，第二個volume將宿主機的當前目錄（也可以絕對路徑）掛載到容器的/backup下。容器運行后將要備份的容器（/data）備份到/backup/data.tar，然后刪除容器，備份后的data.tar就留在了當前目錄。操作驗證一下
居然報錯了，說沒有權限。進入容器-it時，是docker隨機生成一個用戶的，至于怎樣給該用戶授權，以后再研究吧。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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