Docker深入浅出系列 | 容器数据持久化

Posted 2021-03-07 evan-liang

Docker深入浅出系列 | 容器数据持久化

Docker已经上市很多年，不是什么新鲜事物了，很多企业或者开发同学以前也不多不少有所接触，但是有实操经验的人不多，本系列教程主要偏重实战，尽量讲干货，会根据本人理解去做阐述，具体官方概念可以查阅官方教程，因为本系列教程对前一章节有一定依赖，建议先学习前面章节内容。

Docker深入浅出系列 | 容器初体验
Docker深入浅出系列 | Image实战演练
Docker深入浅出系列 | 单节点多容器网络通信

教程目的：

• 了解Docker怎么实现数据存储
• 了解Docker数据挂载方式是什么
• 了解Docker数据持久化怎么使用
• 了解Docker不同数据挂载方式的使用场景

Docker数据存储方式

Docker容器对于宿主机器来说只是一个运行在Linux上的应用，因此它的数据存储还是会依赖宿主机器，Docker是通过挂载宿主机文件系统或内存的方式来实现数据存储的，挂载方式有三种:volume、bind mount和tmpfs。

• volumes - 在宿主的文件系统上的docker工作路径下创建一个文件夹（/var/lib/docker/volumes）来存储数据，其他非docker进程是不能修改该路径下的文件，完全由docker来管理
• bind mounts - 可以存储在宿主机器任何一个地方，但是会依赖宿主机器的目录结构，不能通过docker CLI 去直接管理，并且非docker进程和docker进程都可以修改该路径下的文件
• tmpfs - 无论是在Docker主机上还是在容器内，tmpfs挂载都不会持久保存在磁盘上，它会将信息存储在宿主机器内存里。 容器在其生存期内可以使用它来存储非持久状态或敏感信息。 例如，在内部，swarm services 使用tmpfs挂载将机密挂载到服务的容器中 或者 我们一些不需要持久化数据的开发测试环境，可以使用tmpfs

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Volumes初体验

Volumes 是Docker推荐的挂载方式，与把数据存储在容器的可写层相比，使用Volume可以避免增加容器的容量大小，还可以使存储的数据与容器的生命周期独立。

• 与bind mounts相比，volumes更易于备份或迁移。
• 您可以使用Docker CLI命令或Docker API管理Volumes。
• volumes在Linux和Windows容器上均可工作。
• 可以在多个容器之间更安全地共享volumes。
• volumes驱动程序使您可以将volumes存储在远程主机或云提供程序上，以加密volumes内容或添加其他功能。

Volumes实战

通过默认-v方式

默认情况下，docker会帮我们创建一个随机命名的volume

1.利用我们前面章节下载的image，创建一个容器，命名为mysql01

[root@localhost /]# docker run -d --name mysql01 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=evan123 mysql
4dc868313a330840a833d78a1a88462bcfa4562f61f7da5dcecc9a57290bcb82

2.我们可以看看容器到底有没有自动帮我们创建一个volumes

[root@localhost /]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54

通过上面的输出结果可以看到，docker 默认帮我创建了一个volume，并且随机起了一个看不懂的名字

3.通过docker inspect查看volume详细信息

[root@localhost /]# docker inspect cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54 
[
    {
        "CreatedAt": "2020-02-26T07:39:49Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54/_data",
        "Name": "cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

从上面volume详情可以了解到，现在容器的数据是挂在在宿主机器上 /var/lib/docker/目录下， scope是本地

4.通过-v指定容器volume的名字，使用我们自定义的一个可读的名字

[root@localhost /]# docker run -d --name mysql02 -v evan_volume:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=evan124 mysql
4d51b14837ab8564b878043420ea923565bafe90880eaa7bf362dbc35c7f756c

5.再次查看下volume是否创建成功

[root@localhost /]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54
local               evan_volume

刚才创建的volume已经成功了

6.再查看下volume的详细信息

[root@localhost /]# docker inspect evan_volume 
[
    {
        "CreatedAt": "2020-02-26T11:00:02Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/evan_volume/_data",
        "Name": "evan_volume",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

从上面信息可以看到，容器已经成功挂载宿主机器上的evan_volume

通过--mount方式

-v能做的--mount指令都可以做，与-v指令对比，--mount指令更灵活，支持更多复杂操作，并且不需要严格按照参数顺序，通过key value键值对方式进行配置，可读性更高。

--mount有以下几个参数:

• type - type可以是bind、volume或者tmpfs，默认是volume
• source - 宿主机上的目录路径，可以用缩写src
• destination - 目标路径，容器上挂载的路径，可以用dst或者 target
• readonly - 可选项，如果设置了，那么容器挂载的路径会被设置为只读
• volume-opt - 可选项，当volume驱动接受同时多个参数作为选项时，可以以多个键值对的方式传入

1.创建一个容器，命名为mysql-mount，指定volume名为mysql-mount

[root@localhost /]# docker run --name mysql-mount -e MYSQL_ROOT_PASSOWRD=evan123 --mount type=volume,source=mysql-mount,target=/var/lib/mysql mysql 
2020-02-26 12:09:37+00:00 [Note] [Entrypoint]: Entrypoint script for MySQL Server 8.0.19-1debian9 started.
2020-02-26 12:09:37+00:00 [Note] [Entrypoint]: Switching to dedicated user 'mysql'
2020-02-26 12:09:37+00:00 [Note] [Entrypoint]: Entrypoint script for MySQL Server 8.0.19-1debian9 started.
2020-02-26 12:09:37+00:00 [ERROR] [Entrypoint]: Database is uninitialized and password option is not specified
    You need to specify one of MYSQL_ROOT_PASSWORD, MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD and MYSQL_RANDOM_ROOT_PASSWORD

2.查看volume是否创建成功

[root@localhost /]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54
local               evan_volume
local               mysql-mount
local               myvol2
local               myvol3

从上面查询结果可以看出来，mysql-mount已经创建成功

3.查看宿主机器是否存在对应的目录

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

从输出结果可以看到，通过--mount可以实现跟-v同样的操作结果，数据也绑定宿主机器上docker路径对应目录

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bind mounts初体验

与volumes相比，bind mount的功能有限。 使用绑定安装时，会将主机上的文件或目录安装到容器中。 文件或目录由主机上的完整或相对路径引用。 相比之下，当您使用volume时，将在主机上Docker的存储目录中创建一个新目录，并且Docker管理该目录的内容。

该文件或目录不需要在Docker主机上已经存在。 如果尚不存在，则按需创建。 bind mounts性能非常好，但是它们依赖于具有特定目录结构的主机文件系统。 如果要开发新的Docker应用程序，请考虑使用命名volume。 您不能使用Docker CLI命令直接管理bind mounts

1.创建一个tomcat容器，命名为tomcat-bind,挂载宿主机器路径为/tmp

[root@localhost /]# docker run -d --name tomcat-bind --mount type=bind,source=/tmp,target=/user/local tomcat
3dab7d9f469b231ff68072ff8b910e25270c1ab28a944efc0a2b0c9c321e57df

2.通过docker inspect tomcat-mount查看容器信息

        "Mounts": [
            {
                "Type": "bind",
                "Source": "/tmp",
                "Destination": "/user/local",
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": "rprivate"
            }
        ],

可以看到容器已经成功挂载到宿主机器上的/tmp目录，而不是前面我们演示的docker管理路径下

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tmpfs初体验

使用tmpfs不会持久化数据，数据只会存放在宿主机器内存中

1.创建一个tomcat容器，命名为tomcat-tmps，指定挂载方式为temps

[root@localhost /]# docker run -d --name tomcat-tmpfs --mount type=tmpfs,target=/tmp tomcat
fdf6c8a7ae067db01ed97dc3c3a6903f615a8b687e9b06cd70218a0e8a2d6bf4

2.我们通过docker container inspect tomcat-tmpfs查看下是否会创建任务目录在宿主机器

        "Mounts": [
            {
                "Type": "tmpfs",
                "Source": "",
                "Destination": "/tmp",
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ],

从上面输出结果可以看到，宿主机器上并没有任何目录，只是在目标路径也就是容器里指定了/tmp作为数据存储路径

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验证docker数据存储

思路：我们尝试在mysql容器创建一个数据库，然后退出后把容器删除掉，再创建一个新的容器，数据存储路径指向同一个volume，观察是否在新的容器可以看到上一个容器创建好的数据库

1.进入我们上面创建的mysql

[root@localhost /]# docker exec -it mysql01 bash

2.创建数据库eshare

mysql> create database eshare
    -> ;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| eshare             |
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

从输出结果可以看到，数据库已经创建成功

3.退出容器，删除mysyql01容器

mysql> exit
Bye
root@4dc868313a33:/# exit
exit
[root@localhost /]# docker container rm -f mysql01
mysql01

容器mysql01已经顺利删除

4.查看mysql01挂载的volume是否还在

[root@localhost /]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54
local               evan_volume
local               mysql-mount
local               myvol2
local               myvol3

可以看到，对应的volume还在

DRIVER              VOLUME NAME
local               cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54

5.创建一个新mysql容器，命名为mysql-volume，并且绑定mysql01的volume

[root@localhost /]# docker run -d --name mysql-volume -v cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=evan123 mysql
360127340b462c3539f158c776aef03fd8f58c5a2aafdd622e0f1c161a1bd189

6.验证新的容器mysql-volume 中，是否存在已经创建好的数据库eshare

[root@localhost /]# docker exec -it mysql-volume bash
root@360127340b46:/# mysql -uroot -pevan123

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| eshare             |
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

从上面输出结果可以看到，新的容器已经存在之前创建好的数据库，这就证明了docker不仅可以持久化数据，并且不同容器还可以共享同一个volume。