Docker基础 - Docker数据卷和数据管理

Docker 容器的数据放哪里呢？ 本文带你理解如何在 Docker 内部以及容器之间管理数据

1. Docker 数据管理简介

实际上我们的容器就好像是一个简易版的操作系统，只不过系统中只安装了我们的程序运行所需要的环境，前边说到我们的容器是可以删除的，那如果删除了，容器中的程序产生的需要持久化的数据怎么办呢？容器运行的时候我们可以进容器去查看，容器一旦删除就什么都没有了。

所以数据卷就是来解决这个问题的，是用来将数据持久化到我们宿主机上，与容器间实现数据共享，简单的说就是将宿主机的目录映射到容器中的目录，应用程序在容器中的目录读写数据会同步到宿主机上，这样容器产生的数据就可以持久化了，比如我们的数据库容器，就可以把数据存储到我们宿主机上的真实磁盘中。

1.1 数据卷(Data Volume)

数据卷(Data Volume)是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它绕过 UFS，可以提供很多有用的特性：

• 数据卷可以在容器之间共享和重用
• 对数据卷的修改会立马生效
• 对数据卷的更新，不会影响镜像
• 卷会一直存在，直到没有容器使用

1.1.1 建一个数据卷

在用 docker run 命令的时候，使用 -v 标记来创建一个数据卷并挂载到容器里。在一次 run 中多次使用可以挂载多个数据卷。

下面创建一个 web 容器，并加载一个数据卷到容器的 /webapp-data 目录。

[root@pdai ~]# docker run -d -P --name web -v /webapp-data training/webapp python app.py
e331e83e59486a131919cba8698b24eaee051a947838bb1c15c03df8b3464b97

我们看下容器内部是否生成/webapp-data目录

[root@pdai ~]# docker exec -it web /bin/bash
root@e331e83e5948:/opt/webapp# cd /webapp-data
root@e331e83e5948:/webapp-data# ll
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Feb 20 01:24 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Feb 20 01:24 ../
root@e331e83e5948:/webapp-data#

注意：也可以在 Dockerfile 中使用 VOLUME 来添加一个或者多个新的卷到由该镜像创建的任意容器。

1.1.2 挂载一个主机目录作为数据卷

使用 -v 标记也可以指定挂载一个本地主机的目录到容器中去。

[root@pdai ~]# docker rm -f web
web
[root@pdai opt]# docker run -d --name web -v /opt/webapp-data5:/opt/webapp2 training/webapp
fce27f6ea9ce9699864644a48aed6db8b772c96be36f46bee6154d2e2c9915b9

我们验证下：

[root@pdai opt]# docker exec -it web /bin/bash
root@fce27f6ea9ce:/opt/webapp# cd ..
root@fce27f6ea9ce:/opt# ls
webapp  webapp2
root@fce27f6ea9ce:/opt# cd webapp2
root@fce27f6ea9ce:/opt/webapp2# mkdir test
root@fce27f6ea9ce:/opt/webapp2# exit
exit
[root@pdai opt]# cd webapp-data5
[root@pdai webapp-data5]# ll
total 4
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Feb 20 10:12 test

上面的命令加载主机的 /opt/webapp-data5 目录到容器的 /opt/webapp2 目录。这个功能在进行测试的时候十分方便，比如用户可以放置一些程序到本地目录中，来查看容器是否正常工作。本地目录的路径必须是绝对路径，如果目录不存在 Docker 会自动为你创建它。

*注意：Dockerfile 显然是不支持这种用法，这是因为 Dockerfile 是为了移植和分享用的, 因为不同操作系统的路径格式不一样，所以目前还不能支持。

我们删除容器，看主机上数据是否会被删除

[root@pdai opt]# docker rm -f web
web
[root@pdai opt]# cd /opt/webapp-data5
[root@pdai webapp-data5]# ll
total 4
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Feb 20 10:12 test

很明显，没有被删除

1.1.3 挂载一个本地主机文件作为数据卷

-v 标记也可以从主机挂载单个文件到容器中

[root@pdai ~]# docker run --rm -it -v ~/.bash_history:/.bash_history ubuntu /bin/bash
root@79eca07938db:/# ll | grep .bash_history
-rw-------   1 root root 19549 Feb 19 10:28 .bash_history
root@79eca07938db:/# exit
exit

这样就可以记录在容器输入过的命令了。

*注意：如果直接挂载一个文件，很多文件编辑工具，包括 vi 或者 sed --in-place，可能会造成文件 inode 的改变，从 Docker 1.1 .0起，这会导致报错误信息。所以最简单的办法就直接挂载文件的父目录。

1.2 数据卷容器(Data Volume Container)

上面讲述的是主机和容器之间共享数据，那么如何你有一些持续更新的数据需要在容器之间共享，最好的方法就是创建数据卷容器。

数据卷容器，其实就是一个正常的容器，专门用来提供数据卷供其它容器挂载的。

[root@pdai ~]# docker run -d -v /dbdata --name dbdata training/postgres
70966085a85b05dd741a44a96725e2e44f146cc404b1b4e3aa3e519cd546c6b4
[root@pdai ~]# docker run -d --volumes-from dbdata --name db1 training/postgres
4c92240096d919724b233e1a5cfca94b5ceb0505e43262a7121cb83cfd8542f6
[root@pdai ~]# docker run -d --volumes-from dbdata --name db2 training/postgres
25246ebfae2f8437316b10d7eac3b34c1bd1522f50ba81651aec198bc79415a2
[root@pdai ~]# docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS               NAMES
70966085a85b        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   46 seconds ago       Up 45 seconds       5432/tcp            dbdata
25246ebfae2f        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   About a minute ago   Up About a minute   5432/tcp            db2
4c92240096d9        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   2 minutes ago        Up 2 minutes        5432/tcp            db1

-volumes-from 可以多次使用来 mount 多个conatainer里的多个volumes。

这个操作是链式的， 我们在db1 中通过 --volumes-from mount进来的 volume可以继续被其他container使用

[root@pdai ~]# docker run -d --name db3 --volumes-from db1 training/postgres
44d0719377e86e3080b26d22adcb6055de93033dc9509ca2ecd8be2c93dc33b5
[root@pdai ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
44d0719377e8        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   3 seconds ago       Up 2 seconds        5432/tcp            db3
70966085a85b        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   3 minutes ago       Up 3 minutes        5432/tcp            dbdata
25246ebfae2f        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   4 minutes ago       Up 4 minutes        5432/tcp            db2
4c92240096d9        training/postgres   "su postgres -c '/us…"   4 minutes ago       Up 4 minutes        5432/tcp            db1

使用 --volumes-from 参数所挂载数据卷的容器自己并不需要保持在运行状态。

如果删除了挂载的容器（包括 dbdata、db1 和 db2），数据卷并不会被自动删除。如果要删除一个数据卷，必须在删除最后一个还挂载着它的容器时使用 docker rm -v 命令来指定同时删除关联的容器。 这可以让用户在容器之间升级和移动数据卷。

1.3 数据备份、恢复、迁移数据卷

可以利用数据卷对其中的数据进行进行备份、恢复和迁移。

1.3.1 备份

首先使用 --volumes-from 标记来创建一个加载 dbdata 容器卷的容器，并从本地主机挂载当前到容器的 /backup 目录。命令如下：

[root@pdai ~]# docker run --volumes-from dbdata -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /dbdata
tar: Removing leading `/' from member names
/dbdata/
[root@pdai ~]# ll | grep backup.tar
-rw-r--r-- 1 root root    10240 Feb 20 12:39 backup.tar
[root@pdai ~]#

容器启动后，使用了 tar 命令来将 dbdata 卷备份为本地的 /backup/backup.tar。

1.3.2 恢复

如果要恢复数据到一个容器

首先创建一个带有数据卷的容器 dbdata2

[root@pdai ~]# docker run -v /dbdata --name dbdata2 ubuntu /bin/bash

然后创建另一个容器，挂载 dbdata2 的容器，并使用 untar 解压备份文件到挂载的容器卷中。

[root@pdai ~]# docker run --volumes-from dbdata2 -v $(pwd):/backup ubuntu tar xvf /backup/backup.tar
dbdata/

参考文章

Docker基础 - Docker数据卷和数据管理