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Docker数据管理
总结

Docker数据管理

在生产环境中使用 Docker涉及容器的数据管理操作，需要对数据进行持久化或者需要在多个容器之间进行数据共享。

容器中的管理数据主要有两种方式：

数据卷 (Data Volumes): 容器内数据直接映射到本地主机环境；

在容器内创建数据卷，并且把本地的目录或文件挂载到容器内的数据卷中。
数据卷容器 (Data Volume Containers): 使用特定容器维护数据卷。

使用数据卷容器在容器和主机、容器和容器之间共享数据，并实现数据的备份和恢复。

1、数据卷

数据卷(Data Volumes)是一个可供容器使用的特殊目录映射进容器，它将主机操作系统目录直接类似于Linux中的mount行为。

数据卷特性：

数据卷可以在容器之间共享和重用，容器间传递数据将变得高效与方便；
对数据卷内数据的修改会立马生效，无论是容器内操作还是本地操作；
对数据卷的更新不会影响镜像，解耦开应用和数据；
卷会一直存在，直到没有容器使用，可以安全地卸载它。

1.1、创建数据卷

volume子命令管理数据卷

[root@localhost ~]# docker volume create -d local test
test
#查看/var/lib/docker/volumes路径下，会发现所创建的数据卷位置
[root@localhost ~]# ls -l /var/lib/docker/volumes/
drwx-----x. 3 root root     19 5月   6 23:03 test

docker volume还支持inspect（查看详细信息）、ls (列出已有数据卷）、prune(清理无用数据卷）、rm(删除数据卷）等。

[root@localhost ~]# docker volume inspect test
[
    {
        "CreatedAt": "2024-05-06T23:03:37-04:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/test/_data",
        "Name": "test",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]
[root@localhost ~]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     3c5f45922be6ba271bd6f40bfb160d55d6552e46a2b0155ed6c31fee47dbf430
local     baf0e871e0586fdc374d0451354c488a413270ccc8cb4e7c53a47510c30b01ad
local     test
[root@localhost ~]# docker volume prune
WARNING! This will remove anonymous local volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Total reclaimed space: 0B

1.2、绑定数据卷

在创建容器时将主机本地的任意路径挂载到容器内作为数据卷，这种形式创建的数据卷称为绑定数据卷。

docker [container] run命令可以使用-mount选项来使用数据卷。

-mount选项支持三种类型的数据卷:

volume: 普通数据卷，映射到主机 /var/lib/docker/volumes路径下；
bind: 绑定数据卷，映射到主机指定路径下；
tmpfs: 临时数据卷，只存在于内存中。

举例：使用 training/webapp镜像创建一个Web容器，并创建一个数据卷挂载到容器的/opt/webapp目录。

[root@localhost ~]$ mkdir /webapp
[root@localhost ~]$ docker run -d -it -P --name web --mount type=bind,source=/webapp,destination=/opt/webapp ubuntu /bin/bash
#等价于使用旧的 -v标记可以在容器内创建一个数据卷
$ docker run -d -it -P --name web -v /webapp:/opt/webapp ubuntu /bin/bash
#测试
[root@localhost ~]# cd /webapp/
[root@localhost webapp]# touch a
[root@localhost webapp]# ls
a  
[root@localhost ~]# docker exec -it adc2b32202cd /bin/bash
root@adc2b32202cd:/# cd /opt/webapp/
root@adc2b32202cd:/opt/webapp# ls
a

用户可以放置一些程序或数据到本地目录中实时进行更新，然后在容器内运行和使用。本地目录的路径必须是绝对路径，容器内路径可以为相对路径。如果目录不存在，Docker会自动创建。

查看数据卷是否挂载成功：

docker inspect 容器名称

Docker挂载数据卷的默认权限是读写(rw), 用户也可以通过ro指定为只读,容器内对所挂载数据卷内的数据就无法修改。

$ docker run -d -it -P --name web -v /webapp:/opt/webapp:ro ubuntu /bin/bash

2、数据卷容器

数据卷容器是专门提供数据卷给其他容器挂载的容器。如果用户需要在多个容器之间共享一些持续更新的数据，最简单的方式是使用数据卷容器。

创建一个数据卷容器dbdata, 并在其中创建一个数据卷挂载到/dbdata

[root@localhost ~]# mkdir /dbdata
[root@localhost ~]# docker run -it -v /dbdata --name dbdata ubuntu
root@529ee7fec788:/# ls
bin  boot  dbdata  dev  etc  home  lib  lib32  lib64  libx32  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var

可以在其他容器中使用–volumes-from来挂载dbdata容器中的数据卷，例如创建db1和db2两个容器并从dbdata容器挂载数据卷。

[root@localhost ~]# docker run -it -d --volumes-from dbdata --name db1 ubuntu
63241c4a05903f0dad1a13ded4d4390b2978ab801bb999773d8459f2e3b786e6
[root@localhost ~]# docker run -it -d --volumes-from dbdata --name db2 ubuntu
51cc6dadb57707bfb39e0a8d9c3e79d7bcde52a82c4fb1e971c51898c5681079

[root@localhost ~]# docker exec -it db1 /bin/bash
root@63241c4a0590:/# ls
bin  boot  dbdata  dev  etc  home  lib  lib32  lib64  libx32  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var

在数据卷容器dbdata中挂载目录创建文件后，在db1和db2中可以看到和使用。

🔔可以多次使用--volumes-from参数来从多个容器挂载多个数据卷，还可以从其他已经挂载了容器卷的容器来挂载数据卷。使用--volumes-from参数所挂载数据卷的容器自身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显式使用docker rm -v命令来指定同时删除关联的容器。

[root@localhost ~]# docker run -it -d --name db3 --volumes-from db1 ubuntu
f739ab152a712eeb3dda3f079c490d06338bfb8f89137f7abc3ccb6f110e0f0b
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                   CREATED         STATUS          PORTS                                       NAMES
f739ab152a71   ubuntu       "bash"                    2 seconds ago   Up 2 seconds                                                db3
51cc6dadb577   ubuntu       "bash"                    2 hours ago     Up 52 seconds                                               db2
63241c4a0590   ubuntu       "bash"                    2 hours ago     Up 53 seconds                                               db1
529ee7fec788   ubuntu       "bash"                    3 hours ago     Up 58 seconds                                               dbdata
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# docker exec -it db3 /bin/bash
root@f739ab152a71:/# 
root@f739ab152a71:/# ls
bin  boot  dbdata  dev  etc  home  lib  lib32  lib64  libx32  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@f739ab152a71:/# exit
exit

[root@localhost ~]# docker rm -v db1 db3
Error response from daemon: cannot remove container "/db1": container is running: stop the container before removing or force remove
Error response from daemon: cannot remove container "/db3": container is running: stop the container before removing or force remove
[root@localhost ~]# docker stop db1
db1
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                   CREATED              STATUS              PORTS                                       NAMES
f739ab152a71   ubuntu       "bash"                    About a minute ago   Up About a minute                                               db3
51cc6dadb577   ubuntu       "bash"                    2 hours ago          Up 2 minutes                                                    db2
529ee7fec788   ubuntu       "bash"                    3 hours ago          Up 2 minutes                                                    dbdata
[root@localhost ~]# docker stop db3
db3
[root@localhost ~]# docker rm -v db1 db3
db1
db3
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                   CREATED       STATUS          PORTS                                       NAMES
51cc6dadb577   ubuntu       "bash"                    2 hours ago   Up 2 minutes                                                db2
529ee7fec788   ubuntu       "bash"                    3 hours ago   Up 2 minutes                                                dbdata

3、利用数据卷容器迁移数据

3.1、备份

备份dbdata数据卷容器内的数据卷

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

理解：

专门启动一个worker容器，将当前目录映射到容器的/backup目录下；
使用--volumes-from dbdata参数来让worker容器挂载dbdata容器的数据卷;
将worker容器中的/dbdata目录压缩存储至backup目录下；
此时查看宿主机本地目录，可以查看到压缩包。

3.2、恢复

1.创建一个带有数据卷的容器dbdata2

$ docker run -v /dbdata --name dbdata2 ubuntu /bin/bash

2.创建另一个新的容器，挂载dbdata2的容器，并使用untar解压备份文件到所挂载的容器卷中

$ docker run --volumes-from dbdata2 -v $(pwd):/backup busybox tar xvf /backup/backup.tar -C /dbdata
#等价于
$ docker run --mount source=dbdata2,target=/dbd --mount type=bind,source=$(pwd),target=/backup busybox tar xvf /backup/backup.tar -C /dbd

总结

数据卷机制为数据管理提供了方便的操作支持。通过数据卷和数据卷容器对容器内的数据进行共享、备份和恢复等操作，这些机制即使容器在运行中出现故障，用户也不必担心数据发生丢失，只需要快速地重新创建容器即可。

在生产环境中推荐在使用数据卷或数据卷容器之外，定期将主机的本地数据进行备份，或者使用支持容错的存储系统，包括 RAID 或分布式文件系统。
另外，有些时候不希望将数据保存在宿主机或容器中，还可以使用 tmpfs类型的数据卷，其中数据只存在内存中，容器退出后自动删除。