Docker-Volume数据卷详讲

Docker数据卷-`Volume`

一：`Volume`是什么，用来做什么的

当删除docker容器时，容器内部的文件就会跟随容器所销毁，在生产环境中我们需要将数据持久化保存，就催生了将容器内部的数据保存在宿主机的需求，volume 就是被设计用于解决容器与主机之间、容器与容器之间共享文件，容器中数据的持久化，容器中的数据备份、迁移、恢复。

在这里插入图片描述

二：`Volume`如何使用

在执行 docker run 命令的时候，使用-v参数用于指定数据卷，可以完成数据卷挂载。数据卷卷可以是命名的，也可以是匿名的。匿名卷被赋予一个随机名称，该名称保证在给定的 Docker 主机内是唯一的。与命名卷一样，即使您删除使用它们的容器，匿名卷也会保留下来，除非您--rm在创建容器时使用该标志，在这种情况下与容器关联的匿名卷将被销毁。

匿名数据卷的使用

在启动容器的时候只指定容器内部的路径，不写宿主机路径。如下：

lemon@DockerVolume:~$ docker run -d -p 8888:80 -v /usr/share/nginx/html --name nginx-volume nginx:latest
37d8c80f337d3a98d3470855fba5009625285e742acd268b42bbe3f969cd25a8
lemon@DockerVolume:~$

该命令将创建一个名称为nginx-volume的Nginx容器，其中 -v 仅写了容器内的路径，并未提供卷名，使用命令 docker inspect nginx-volume | grep -A 11 “Mounts” 查看其挂载信息。

lemon@DockerVolume:~$ docker inspect nginx-volume | grep -A 11 "Mounts""Mounts": [{"Type": "volume","Name": "538688015ecc44b37c36861c07bff24f7330b06a2d8dd396d4980a9594de461d","Source": "/var/lib/docker/volumes/538688015ecc44b37c36861c07bff24f7330b06a2d8dd396d4980a9594de461d/_data","Destination": "/usr/share/nginx/html","Driver": "local","Mode": "","RW": true,"Propagation": ""}],
lemon@DockerVolume:~$

通过查询挂载信息可知，该容器挂载了一个名称为一段哈希串的volume类型的，其在宿主的存储位置在：/var/lib/docker/volumes/538688015ecc44b37c36861c07bff24f7330b06a2d8dd396d4980a9594de461d/_data 目录下，挂载的是容器内的路径：/usr/share/nginx/html

命名数据卷的使用

在启动容器的时候指定卷名，并绑定容器内部的路径。如下：

lemon@DockerVolume:~$ docker run -d -p 8800:80 -v nginx_dir:/usr/share/nginx/html --name nginx-volume2 nginx:latest
2501c7eeab6484acf05dbc0de901fec2472835e1bc947af046a711352e153e0b
lemon@DockerVolume:~$

该命令将创建一个名称为nginx-volume2的Nginx容器，其中 -v 提供了卷名和容器内的路径映射关系，使用命令 docker inspect nginx-volume2 | grep -A 11 “Mounts” 查看其挂载信息。

lemon@DockerVolume:~$ docker inspect nginx-volume2 | grep -A 11 "Mounts""Mounts": [{"Type": "volume","Name": "nginx_dir","Source": "/var/lib/docker/volumes/nginx_dir/_data","Destination": "/usr/share/nginx/html","Driver": "local","Mode": "z","RW": true,"Propagation": ""}],
lemon@DockerVolume:~$

通过查询挂载信息可知，该容器挂载了一个名称为 nginx_dir 的volume类型的，其在宿主的存储位置在：/var/lib/docker/volumes/nginx_dir/_data 目录下，挂载的是容器内的路径：/usr/share/nginx/html

通过这两个示例发现不管是命名数据卷还是匿名数据卷，其存储位置都在 /var/lib/docker/volumes/<数据卷名称>/_data 目录下，且挂载类型均为 volume ，那还有没有其他的类型的数据卷挂载吗，或者说我想指定存储到宿主机的其他位置呢，比如，我希望将容器nginx-volume3 的目录指定到/home/lemon/docker_nginx_data/ 目录之下，我的/var/lib/docker目录存储在 / 根分区下，其存储空间太小，希望将数据挪动到更大的目录 /home/ 分区下。

下面我将来介绍其他的两种类型文件绑定方式

三：`docker`存储的三种类型

如果希望将容器nginx-volume3 的目录/usr/share/nginx/html 指定到/home/lemon/docker_nginx_data/ 目录之下，就需要需用到如下的方式去指定挂载：

-v /home/lemon/docker_nginx_data:/usr/share/nginx/html

示例如下：

lemon@DockerVolume:~$ docker run -d -p 8801:80 -v /home/lemon/docker_nginx_data:/usr/share/nginx/html --name nginx-volume3 nginx:latest
016a57e9a5f419647b87fc603d966357644f12a71b0265f2b3d2eb12e1453877
lemon@DockerVolume:~$

使用命令 docker inspect nginx-volume3 | grep -A 11 “Mounts” 查看其挂载信息。

lemon@DockerVolume:~$ docker inspect nginx-volume3 | grep -A 11 "Mounts""Mounts": [{"Type": "bind","Source": "/home/lemon/docker_nginx_data","Destination": "/usr/share/nginx/html","Mode": "","RW": true,"Propagation": "rprivate"}],"Config": {"Hostname": "016a57e9a5f4",
lemon@DockerVolume:~$

通过查询挂载信息可知，该容器将宿主机的/home/lemon/docker_nginx_data目录与容器的/usr/share/nginx/html挂载了起来。与上面的两个类型相比较，我们发现其Type 参数类型为 bind，与上面的两种方式的 volume 类型不同。

此处我们来看一下volume与bind两种类型优缺点：

对比项	Volume（卷）	Bind （绑定挂载）
存储位置	Docker 统一管理，默认存放在 `/var/lib/docker/volumes/`	直接使用宿主机上的指定目录
创建方式	通过 `docker volume create` 创建，Docker 负责管理	需要手动指定宿主机路径
适用场景	推荐用于持久化存储，如数据库、日志等	适用于开发环境，可直接访问宿主机文件
容器间共享	容易共享，多个容器可以挂载同一个 Volume	手动管理，需要确保宿主机目录存在
安全性	更安全，容器无法直接访问宿主机	风险较高，容器可能影响宿主机数据
性能	一般更快，Docker 进行了优化	可能受文件系统性能影响
跨平台	可以跨主机（NFS 等），便于迁移和备份	仅限本地，受宿主机文件系统影响

此处之外的区别，bind类型会存在空挂载的问题，比如上面的容器nginx-volume3我们在浏览器中访问一下

在这里插入图片描述

会发现该容器无法访问Nginx的欢迎页，具体原由就出现在空挂载上，如果bind类型挂载的宿主机路径为空，则会将容器内的挂载路径变为空，该特性适用于将宿主机上的配置文件替换容器内部的配置文件，也在一定程度上适用与容器文件迁移或者文件备份，但是前提条件迁移的目标地址最好是相同的宿主机系统，例如Linux系统迁移至Linux，Windows系统迁移至Windows。跨系统迁移会在一定程度上可能导致文件不能使用。

除了bind类型以外，还有一个不太常用的tmpfs类型，用于将容器内的路径指定到宿主机的内存上，通常用于一些高性能的文件读写环境下，例如将MySQL的数据库指定到内存当中，以增加缓存刷盘速度，或者用于创建一个高速写入的缓存路径。

示例如下：

lemon@DockerVolume:~$ docker run -d -p 8802:80 --mount type=tmpfs,destination=/app --name nginx-volume4 nginx:latest
44354dea5bcbc588d44e795e60fc44200f7edcff20f289c7fb8a7efae2227c4e
lemon@DockerVolume:~$
lemon@DockerVolume:~$ docker inspect nginx-volume4 | grep -A 11 "Mounts""Mounts": [{"Type": "tmpfs","Target": "/app"}],"MaskedPaths": ["/proc/asound","/proc/acpi","/proc/kcore","/proc/keys","/proc/latency_stats",
--"Mounts": [{"Type": "tmpfs","Source": "","Destination": "/app","Mode": "","RW": true,"Propagation": ""}]
lemon@DockerVolume:~$

通过查询挂载信息可以发现，tmpfs类型没有在宿主机上指定路径，是因为我们指定到了内存当中。

三种类型挂载的的位置

在这里插入图片描述

三种类型其本质是，挂载的宿主机文件系统的位置不同。

四：`-v`与`--mount`参数的区别

-v 只能挂载2种形式 bind，volume

–mount 可以挂载3种形式 bind，volume，tmpfs

两者在功能上是等效的，但–mount更为灵活，适用于更复杂的挂载需求，使用哪种方式主要取决与具体的使用场景。如果你只需要简单的将主机上的目录挂载到容器内，-v参数足够简便，如果需要更多挂载选项，推荐使用–mount参数。

五：docker -v的四种用法

1. 不使用-v参数

示例：

lemon@DockerVolume:~/myfile$ docker run -d -p 8803:80 --name nginx-volume5 nginx:latest
bbecec9a49e86319ea239bed3227b54ae00ef514964ed70b9f4e4464cb547ac2
lemon@DockerVolume:~/myfile$ docker inspect nginx-volume5 | grep "Mounts""Mounts": [],
lemon@DockerVolume:~/myfile$

当不使用-v参数时，容器也不会在宿主机上创建volume，此时当容器删除，数据也会跟随删除。

2. -v <容器内路径>

示例：

lemon@DockerVolume:~/myfile$ docker run -d -p 8804:80 -v /usr/share/nginx/html --name nginx-volume6 nginx:latest
aa30246d69a549c21343b8ef4e7cf94f20c9e4e2a2dbcd3fa3af174b7c39dc7c
lemon@DockerVolume:~/myfile$ docker inspect nginx-volume6 | grep -A 15 "Mounts""Mounts": [{"Type": "volume","Name": "61e5198338d2fffafafe9f1bad51c67c2570506d63124c62355bc4e0e6bea5ef","Source": "/var/lib/docker/volumes/61e5198338d2fffafafe9f1bad51c67c2570506d63124c62355bc4e0e6bea5ef/_data","Destination": "/usr/share/nginx/html","Driver": "local","Mode": "","RW": true,"Propagation": ""}],"Config": {"Hostname": "aa30246d69a5","Domainname": "","User": "",
lemon@DockerVolume:~/myfile$

当 -v 参数仅指定容器内的路径时，将创建一个匿名类型的volume，用于存储容器的数据。

3. -v < Volume 名称>:/<容器内路径>

示例：

lemon@DockerVolume:~$ docker run -d -p 8805:80 -v NginxVolume7_VolumeName:/usr/share/nginx/html --name nginx-volume7 nginx:latest
d74098d3c4ec7af671e2ab6cd50f9bae51b33fa9fc4100f5adaa380463a062b5
lemon@DockerVolume:~$ docker inspect nginx-volume7 | grep -A 15 "Mounts""Mounts": [{"Type": "volume","Name": "NginxVolume7_VolumeName","Source": "/var/lib/docker/volumes/NginxVolume7_VolumeName/_data","Destination": "/usr/share/nginx/html","Driver": "local","Mode": "z","RW": true,"Propagation": ""}],"Config": {"Hostname": "d74098d3c4ec","Domainname": "","User": "",
lemon@DockerVolume:~$

当 -v 参数指定一个不存在volume时，在创建容器时，docker会自动创建该volume，这两种类型的 -v 指定挂载方式，不会存在空挂载现象。

4. -v <宿主机路径>:<容器内路径>

示例：

lemon@DockerVolume:~$ docker run -d -p 8806:80 -v /home/lemon/nginx_volume8_dir:/usr/share/nginx/html --name nginx-volume8 nginx:latest
df36b3ee868d2e4573b4cb7dd1a1abfafbff4052f102417169b84b152c010c44
lemon@DockerVolume:~$ docker inspect nginx-volume8 | grep -A 15 "Mounts""Mounts": [{"Type": "bind","Source": "/home/lemon/nginx_volume8_dir","Destination": "/usr/share/nginx/html","Mode": "","RW": true,"Propagation": "rprivate"}],"Config": {"Hostname": "df36b3ee868d","Domainname": "","User": "","AttachStdin": false,"AttachStdout": false,
lemon@DockerVolume:~$