Docker 持久化存储和数据共享

有些容器会自动产生一些数据，为了不让数据随着 container 的消失而消失，保证数据的安全性。例如：数据库容器，数据表的表会产生一些数据，如果我把 container 给删除，数据就丢失。为了保证数据不丢失，这就有了 Volume 的存在。

Volume 是保存 Docker 容器生成和使用的数据的首选机制。虽然 bind mounts 依赖于主机的目录结构，但 Volume 完全由 Docker 管理。Volume 绑定安装有几个优点：

与 bind mounts 入相比，Volume 更易于备份或迁移。
您可以使用 Docker CLI 命令或 Docker API 管理 Volume。
Volume 适用于 Linux 和 Windows 容器。
可以在多个容器之间更安全地共享 Volume。
Volume 驱动程序允许您在远程主机或云提供程序上存储 Volume，加密 Volume 的内容或添加其他功能。
新 Volume 可以通过容器预先填充其内容。

此外，Volume 通常是比容器的可写层中的持久数据更好的选择，因为 Volume 不会增加使用它的容器的大小，并且 Volume 的内容存在于给定容器的生命周期之外。

volumes on the Docker host

Data Volume 结构图

如果容器生成非持久状态数据，请考虑使用 tmpfs 挂载以避免将数据永久存储在任何位置，并通过避免写入容器的可写层来提高容器的性能。

Volume 使用 rprivate 绑定传播，并且 Volume 不可配置绑定传播。

选择 - v 或 --mount 标志

最初，-v 或者 --volume 标志用于独立容器，--mount 标志用于群集服务。但是，从 Docker 17.06 开始，您还可以使用 --mount 独立容器。一般来说， --mount 更明确和冗长。最大的区别在于 -v 语法将所有选项组合在一个字段中，而 --mount 语法将它们分开。以下是每个标志的语法比较。

新用户应该尝试 --mount 比 --volume 语法更简单的语法。

如果需要指定 Volume 选项，则必须使用 --mount。

-v 或 --volume：由三个字段组成，用冒号字符（:）分隔。字段必须按正确的顺序排列，并且每个字段的含义不是很明显。
- 对于命名卷，第一个字段是 Volume 的名称，并且在给定主机上是唯一的。对于 anonymous volumes，省略第一个字段。
- 第二个字段是文件或目录在容器中安装的路径。
- 第三个字段是可选的，是逗号分隔的选项列表，例如 ro。这些选项将在下面讨论。
--mount：由多个键值对组成，以逗号分隔，每个键 <key>=<value> 组由一个元组组成。该 --mount 语法比更详细的 -v 或 --volume，但按键的顺序并不显著，并且标志的价值更容易理解。
- type 安装件，其可以是 bind，volume，或 tmpfs。本主题讨论 volumes，因此类型始终是 volume。
- source 安装的。对于命名卷，这是 volume 的名称。对于 anonymous volumes，省略此字段。可以指定为 source 或 src。
- destination 文件或目录安装在容器中的路径作为其值。可以指定为 destination，dst 或 target。
- readonly 选项（如果存在）导致绑定装入以只读方式装入容器中。
- volume-opt 选项可以多次指定，它采用由选项名称及其值组成的键值对。
  转义外部 CSV 解析器的值
  
  如果您的 volume 驱动程序接受以逗号分隔的列表作为选项，则必须从外部 CSV 解析器中转义该值。要转义 a volume-opt，用双引号括起来（"）并用单引号括起整个 mount 参数（'）。
  
  例如，local 驱动程序接受 mount 选项作为 o 参数中以逗号分隔的列表。此示例显示了转义列表的正确方法。
```
$ docker service create \
     --mount 'type=volume,src=<VOLUME-NAME>,dst=<CONTAINER-PATH>,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=<nfs-server>:<nfs-path>,"volume-opt=o=addr=<nfs-address>,vers=4,soft,timeo=180,bg,tcp,rw"'
    --name myservice \
    <IMAGE>
```

下面的示例显示了可能的语法 --mount 和 -v 语法，并 --mount 首先给出。

`-v` 和 `--mount` 行为之间的差异

与 bind mounts 相反，anonymous volumes 的所有选项都可用于标记 --mount 和 -v 标记。

使用具有服务的 anonymous volumes 时，仅 --mount 支持。

创建和管理 volume

与 bind mounts 不同，您可以创建和管理任何容器范围之外的 volume。

Create a volume:

$ docker volume create my-vol

List volumes:

$ docker volume ls local my-vol

Inspect a volume:

$ docker volume inspect my-vol
[
    {
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

Remove a volume:

$ docker volume rm my-vol

启动具有 volume 的容器

如果启动具有尚不存在 volume 的容器，Docker 会为您创建 volume。以下示例将 volume myvol2 装入 /app/ 容器中。

所述 -v 和 --mount 以下实施例产生相同的结果。除非在运行第一个 devtest 容器和 myvol2 volume 之后删除容器和 volume，否则不能同时运行它们。

--mount

$ docker run -d \
  --name devtest \
  --mount source=myvol2,target=/app \
  nginx:latest

-v

$ docker run -d \
  --name devtest \
  -v myvol2:/app \
  nginx:latest

使用 docker inspect devtest 验证创建 volume 并安装正确。寻找 Mounts 部分：

"Mounts": [
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "myvol2",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/myvol2/_data",
        "Destination": "/app",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": ""
    }
],

这表明 mount 是一个 volume，它显示正确的源和目标，并且 mount 是可读写的。

停止容器并移除 volume。注意删除 volume 是一个单独的步骤。

$ docker container stop devtest

$ docker container rm devtest

$ docker volume rm myvol2

使用 volume 启动服务

启动服务并定义 volume 时，每个服务容器都使用自己的本地 volume。如果使用 local volume 驱动程序，则所有容器都不能共享此数据，但某些 volume 驱动程序确实支持共享存储。Docker for AWS 和 Docker for Azure 都使用 Cloudstor 插件支持持久存储。

以下示例启动 nginx 具有四个副本的服务，每个副本使用一个名为的本地 volume myvol2。

$ docker service create -d \
  --replicas=4 \
  --name devtest-service \
  --mount source=myvol2,target=/app \
  nginx:latest

使用 docker service ps devtest-service 验证服务正在运行：

$ docker service ps devtest-service

ID                  NAME                IMAGE               NODE                DESIRED STATE       CURRENT STATE            ERROR               PORTS
4d7oz1j85wwn        devtest-service.1   nginx:latest        moby                Running             Running 14 seconds ago

删除服务，停止其所有任务：

$ docker service rm devtest-service

删除服务不会删除该服务创建的任何 volume。Volume removal 是一个单独的步骤。

服务的语法差异

该 docker service create 命令不支持 -v 或 --volume 标志。将 volume 安装到服务的容器中时，必须使用该 --mount 标志。

使用容器填充 volume

如果启动一个创建新 volume 的容器（如上所述），并且容器在要挂载的目录中具有文件或目录（/app/ 如上所述），则将目录的内容复制到 volume 中。然后容器安装并使用该 volume，而使用该 volume 的其他容器也可以访问预先填充的内容。

为了说明这一点，此示例启动一个 nginx 容器，并 nginx-vol 使用容器 /usr/share/nginx/html 目录的内容填充新 volume，这是 Nginx 存储其默认 HTML 内容的位置。

这些 --mount 和 -v 示例具有相同的最终结果。

--mount

$ docker run -d \
  --name=nginxtest \
  --mount source=nginx-vol,destination=/usr/share/nginx/html \
  nginx:latest

-v

$ docker run -d \
  --name=nginxtest \
  -v nginx-vol:/usr/share/nginx/html \
  nginx:latest

运行这些示例之一后，运行以下命令以清理容器和 volume。注意删除 volume 是一个单独的步骤。

$ docker container stop nginxtest

$ docker container rm nginxtest

$ docker volume rm nginx-vol

使用只读 volume

对于某些开发应用程序，容器需要写入绑定装入，以便将更改传播回 Docker 主机。在其他时候，容器只需要对数据的读访问权。请记住，多个容器可以安装相同的 volume，并且可以为其中一些容器以读写方式挂载，同时为其他容器以只读方式挂载。

此示例修改上面的一个，但通过 ro 在容器中的挂载点之后添加（默认为空）选项列表，将目录挂载为只读 volume. 如果存在多个选项，请用逗号分隔。

这些 --mount 和 -v 示例具有相同的结果。

--mount

$ docker run -d \
  --name=nginxtest \
  --mount source=nginx-vol,destination=/usr/share/nginx/html,readonly \
  nginx:latest

-v

$ docker run -d \
  --name=nginxtest \
  -v nginx-vol:/usr/share/nginx/html:ro \
  nginx:latest

使用 docker inspect nginxtest 验证绑定安装正确创建。寻找 Mounts 部分：

"Mounts": [
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "nginx-vol",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/nginx-vol/_data",
        "Destination": "/usr/share/nginx/html",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": false,
        "Propagation": ""
    }
],

停止并取出容器，然后取出 volume。去除 volume 是一个单独的步骤。

$ docker container stop nginxtest

$ docker container rm nginxtest

$ docker volume rm nginx-vol

在机器之间共享数据

构建容错应用程序时，可能需要配置同一服务的多个副本才能访问相同的文件。

在开发应用程序时，有几种方法可以实现此目的。一种是为应用程序添加逻辑，以将文件存储在 Amazon S3 等云对象存储系统上。另一种方法是使用支持将文件写入 NFS 或 Amazon S3 等外部存储系统的驱动程序创建 volume。

volume 驱动程序允许您从应用程序逻辑中抽象底层存储系统。例如，如果您的服务使用具有 NFS 驱动程序的 volume，则可以更新服务以使用其他驱动程序，例如在云中存储数据，而无需更改应用程序逻辑。

使用音量驱动程序

使用创建 volume 时 docker volume create，或者启动使用尚未创建的 volume 的容器时，可以指定 volume 驱动程序。以下示例使用 vieux/sshfs volume 驱动程序，首先在创建独立 volume 时使用，然后在启动创建新 volume 的容器时使用。

初始设置

此示例假定您有两个节点，第一个节点是 Docker 主机，可以使用 SSH 连接到第二个节点。

在 Docker 主机上，安装 vieux/sshfs 插件：

$ docker plugin install --grant-all-permissions vieux/sshfs

使用卷驱动程序创建 volume

此示例指定 SSH 密码，但如果两台主机配置了共享密钥，则可以省略密码。每个卷驱动程序可以具有零个或多个可配置选项，每个选项都使用 -o 标志指定。

$ docker volume create --driver vieux/sshfs \
  -o sshcmd=test@node2:/home/test \
  -o password=testpassword \
  sshvolume

启动使用 volume 驱动程序创建 volume 的容器

此示例指定 SSH 密码，但如果两台主机配置了共享密钥，则可以省略密码。每个 volume 驱动程序可以具有零个或多个可配置选项。如果 volume 驱动程序要求您传递选项，则必须使用该 --mount 标志来装入 volume，而不是 -v。

$ docker run -d \
  --name sshfs-container \
  --volume-driver vieux/sshfs \
  --mount src=sshvolume,target=/app,volume-opt=sshcmd=test@node2:/home/test,volume-opt=password=testpassword \
  nginx:latest

备份，还原或迁移数据 volume

volume 对备份，还原和迁移很有用。使用该 --volumes-from 标志创建一个安装该 volume 的新容器。

备份容器

例如，在下一个命令中，我们：

启动新容器并从 dbstore 容器装入 volume
挂载本地主机目录为 /backup
将 dbdata volume 内容的命令传递给目录中的 backup.tar 文件 /backup。

$ docker run --rm --volumes-from dbstore -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /dbdata

当命令完成并且容器停止时，我们将留下我们 dbdata volume 的备份。

从备份还原容器

使用刚刚创建的备份，您可以将其还原到同一容器或您在其他位置创建的另一个容器。

例如，创建一个名为的新容器 dbstore2：

$ docker run -v /dbdata --name dbstore2 ubuntu /bin/bash

然后解压缩新容器的数据 volume 中的备份文件：

$ docker run --rm --volumes-from dbstore2 -v $(pwd):/backup ubuntu bash -c "cd /dbdata && tar xvf /backup/backup.tar --strip 1"

您可以使用上述技术使用首选工具自动执行备份，迁移和还原测试。

删除 volume

删除容器后，Docker 数据卷仍然存在。要考虑两种类型的 volume：

例如，命名 volume 在容器外部具有特定的源表单 awesome:/bar。
匿名 volume 没有特定的源，因此在删除容器时，指示 Docker Engine 守护程序删除它们。

删除匿名 volume

要自动删除匿名 volume，请使用该 --rm 选项。例如，此命令创建匿名 /foovolume。移除容器后，Docker Engine 会删除 /foo volume 但不会删除 awesome volume。

$ docker run --rm -v /foo -v awesome:/bar busybox top

删除所有 volume

要删除所有未使用的 volume 并释放空间：

$ docker volume prune

例子：

以官方镜像 mysql 的 dockerfile 文件为例。其中 dockerfile 通过 volume 指定了当前容器中要备份的文件路径，但是并没有指定说要保存到宿主机的哪个位置。

volume: 映射容器中的文件到本地宿主机硬盘中

在我们使用 docker run

启动 mysql 镜像容器的时候，容器会默认在宿主机生成一个 volume，至于位置在哪，名字是什么，可以通过如下命令查看

#查看所有
volumedocker volume ls
#删除指定
volumedocker volume rm [volume name]
#查看volume详细
docker volume inspect [volume name]

此时我们删除容器，发现 volume 数据卷还在，有保留。

此时我们会觉得这个 data volume name 的名字很长，很不好理解。我们可以通过 -v 如下命令来指定生成的 volume name docker run -d -v mysql:/var/lib/mysql --name mysql mysql5.7
-v

: 前参数是 volume name， : 后面的是要备份的文件目录 (容器)

此时我们删除容器，volume 数据卷还在，我们用这个名为 mysql 的 volume 作为一个新容器的数据卷，覆盖它。

docker run -d -v mysql:/var/lib/mysql --name mysql2 mysql5.7

进入 mysql2 容器中，mysql -uroot 进入数据库中，发现当前数据库数据和之前删除的容器中的数据库数据一样。