docker容器与宿主机的数据交互方式总结

前言

在生产环境中使用 Docker ，往往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，这必然涉及容器的数据管理操作。

方式一、Docker cp命令

docker cp :用于容器与主机之间的数据拷贝。
语法
# 容器内文件 copy to 宿主机
docker cp [OPTIONS] CONTAINER:SRC_PATH DEST_PATH|-
# 宿主机文件 copy to 容器内
docker cp [OPTIONS] SRC_PATH|- CONTAINER:DEST_PATH

OPTIONS说明：
-L :保持源目标中的链接

操作示例：

宿主机到容器

容器到宿主机

注：此方式虽然他也可以管理但是数据不交融，基本不会使用，仅做了解

方式二、Docker数据卷

1. 什么是volume

　　想要了解Docker Volume，首先我们需要知道Docker的文件系统是如何工作的。Docker镜像是由多个文件系统(只读层)叠加而成。当我们启动一个容器的时候，Docker会加载镜像层并在其上添加一个读写层。如果运行中的容器修改了现有的一个已存在的文件，那该文件将会从读写层下的只读层复制到读写层，该文件的只读版本仍然存在，只是已经被读写层中该文件的副本所隐藏。当删除Docker容器，并通过该镜像重新启动时，之前的更改将会丢失。在Docker中，只读层以及在顶部的读写层的组合被称为Union FIle System(联合文件系统)。

　　为了能够保存(持久化)数据以及共享容器间的数据，Docker提出了Volume的概念。简单来说，Volume就是目录或者文件，它可以绕过默认的联合文件系统，而以正常的文件或者目录的形式存在于宿主机上。

2. 数据卷的特性

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Usage: docker volume create [OPTIONS] [VOLUME]
Create a volume
Options:
 -d, --driver string Specify volume driver name (default "local")
 --label list Set metadata for a volume
 -o, --opt map  Set driver specific options (default map[])

　　查看所有数据卷

Usage: docker volume ls [OPTIONS]
List volumes
Aliases:
 ls, list
Options:
 -f, --filter filter Provide filter values (e.g. 'dangling=true')
 --format string Pretty-print volumes using a Go template
 -q, --quiet  Only display volume names

　　查看单一或多个数据卷详情

Usage: docker volume inspect [OPTIONS] VOLUME [VOLUME...]
Display detailed information on one or more volumes
Options:
 -f, --format string Format the output using the given Go template

　　删除单一数据卷

Usage: docker volume rm [OPTIONS] VOLUME [VOLUME...]
Remove one or more volumes. You cannot remove a volume that is in use by a container.
Aliases:
 rm, remove
Options:
 -f, --force Force the removal of one or more volumes

　　删除所有闲置数据卷

Usage: docker volume prune [OPTIONS]
Remove all unused local volumes
Options:
 --filter filter Provide filter values (e.g. 'label=<label>')
 -f, --force  Do not prompt for confirmation

操作示例：

4. 数据卷使用

数据卷的使用，类似于 Linux 下对目录或文件进行 mount。

用户可以通过docker run的--volume/-v或--mount选项来创建带有数据卷的容器，但两个参数不能同时使用。

大体来说，--mount更加明确和冗长。最大的区别是-v语法将所有选项组合在一个字段中，而--mount语法将它们分离。对于新手来说建议使用--mount，因为更容易理解。

Usage: docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
Run a command in a new container
Options:
 --volume list   Bind mount a volume
 --volume-driver string  Optional volume driver for the container
 --volumes-from list  Mount volumes from the specified container(s)
 --mount mount   Attach a filesystem mount to the container

4.1 --volume使用详述

　　参数--volume（或简写为-v）只能创建bind mount。

命令格式：
-v [[HOST-OPTIONS:]CONTAINER-DIR[:OPTIONS]]]
HOST-OPTIONS:
VOLUME_NAME(数据卷名称）
ABSOLUTE-HOST-DIR（宿主机文件目录绝对路径）
ABSOLUTE-HOST-FILE（宿主机文件绝对路径）　　（为空的情况下将挂载匿名数据卷）
Options:
rw 读写（默认值）
ro 只读

4.1.1 根据数据卷名称进行挂载

docker run -itd -v VOLUME_NAME:CONTAINER-DIR IMAGE [COMMAND] [ARG...]

示例：

将数据卷 my_vol 挂载到容器的/data/docker/volume/my_vol 目录

docker run -itd --name=vol1_ubuntu -v my_vol:/data/docker/volume/my_vol ubuntu /bin/bash

注：如果数据卷my_vol 存在将直接进行挂载，如果不存在 docker 将先自动创建数据卷再进行挂载。

4.1.2 根据宿主机文件目录绝对路径进行挂载

docker run -it -v ABSOLUTE-HOST-DIR:CONTAINER-DIR IMAGE [COMMAND] [ARG...]

示例：

将宿主机文件目录 /opt/common/docker/volumes/my_vol2 挂载到容器的/data/docker/volume/my_vol 目录

docker run -itd --name=vol2_ubuntu -v /opt/common/docker/volumes/my_vol2:/data/docker/volume/my_vol ubuntu /bin/bash

注：宿主机的文件目录必须为绝对路径。

4.1.3 根据宿主机文件绝对路径进行挂载

docker run -itd -v VOLUME_NAME:CONTAINER-DIR IMAGE [COMMAND] [ARG...]

示例：

将宿主机文件 ~/.bash_history 挂载到容器的/.bash_history

docker run -itd --name=vol3_ubuntu -v ~/.bash_history:/.bash_history ubuntu /bin/bash

4.1.4 挂载匿名卷

-v 参数如果不加任何宿主机相关卷信息docker将创建一个匿名卷进行挂载

docker run -itd -v CONTAINER-DIR IMAGE [COMMAND] [ARG...]

示例：

挂载匿名卷到容器的/data/docker/volume/my_vol 目录

docker run -itd --name=vol4_ubuntu -v /data/docker/volume/my_vol ubuntu /bin/bash

4.1.5 -v综合运行示例如下：

docker run -itd --name=vol_ubuntu -v my_vol:/data/docker/volume/my_vol1:ro -v /opt/common/docker/volumes/my_vol2:/data/docker/volume/my_vol2:rw -v /opt/common/docker/volumes/my_vol3.txt:/data/docker/volume/my_vol3.txt -v /data/docker/volume/my_vol4 ubuntu /bin/bash

4.2 --mount 使用详述

--mount:由多个用逗号分隔的<key>=<value>键值对组成，键的顺序随意。

命令格式：
--mount type=MOUNT-TYPE,<key>=<value>

对于--moun选项，目前Docker提供了三种不同类型的数据卷从宿主机挂载到容器中：volume，bind，tmpfs。

　　三种方式的示意图如下所示：

4.2.1 named mount

　　普通数据卷(默认即这种类型)，Docker管理宿主机文件系统的一部分，默认位于 /var/lib/docker/volumes 目录中；

--mount type=volume,source=<VOLUME-NAME>,destination=<CONTAINER-PATH>,volume-driver=<DRIVER-NAME>,volume-opt=<OPTION>=<VALUE>,readonly

<key>=<value>说明：
source：数据卷源路径，关键字可以是 source 或 src，如果无此参数docker将自动创建匿名卷挂载
VOLUME-NAME：数据卷名称
destination：数据卷目标路径，关键字可以是 destination 或 dst 或 target
CONTAINER-PATH：数据卷在容器内的挂载路径
volume-driver：指定数据卷驱动程序，默认取 “local”
DRIVER-NAME：驱动名称
volume-opt：可选项，数据卷驱动程序传参选项
OPTION：key值
VALUE：value值
readonly：可选项，设置数据卷以只读权限挂载到容器内，默认为可读写

　代码示例：

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> 

4.2.2bindmount

　　绑定数据卷，文件或目录挂载，意为着可以存储在宿主机系统的任意位置；

--mount type=bind,source=<HOST-PATH>,destination=<CONTAINER-PATH>,bind-propagation=<PG-TYPE>,readonly

<key>=<value>说明：
source：数据卷源路径，关键字可以是 source 或 src，且执行挂在前确保文件或文件目录存在否则会执行出错
HOST-PATH：宿主机文件或目录的绝对路径
destination：数据卷目标路径，关键字可以是 destination 或 dst 或 target
CONTAINER-PATH：数据卷在容器内的挂载路径
bind-propagation：可选项，
PG-TYPE：可选值rprivate, private, rshared, shared, rslave, slave.
readonly：可选项，设置数据卷以只读权限挂载到容器内，默认为可读写即不加此参数

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

　代码示例：

docker run -d -it --name devtest --mount type=bind,source="$(pwd)"/target,target=/app --mount type=bind,source="$(pwd)"/target,target=/app2,readonly,bind-propagation=rslave nginx:latest 

4.2.2 tmpfs mount

　　临时数据卷，挂载存储在宿主机系统的内存中，而不会写入宿主机的文件系统；

--mount type=tmpfs,destination=<CONTAINER-PATH>,tmpfs-size=<SIZE-VALUE>,tmpfs-mode=<MODE-VALUE>,readonly

<key>=<value>说明：
destination：数据卷目标路径，关键字可以是 destination 或 dst 或 target
CONTAINER-PATH：数据卷在容器内的挂载路径
tmpfs-size：可选项，tmpfs装载的大小(以字节为单位)，Linux中默认无限大。
SIZE-VALUE：数值
tmpfs-mode：可选项，tmpfs的八进制文件模式，Linux中的默认值是“1777”。
MODE-VALUE：数值

　　注：这个功能只有在Linux上运行Docker时才可用。　

　　代码示例：

docker run -d -it --name tmptest --mount type=tmpfs,destination=/app,tmpfs-size=1024,tmpfs-mode=1770 nginx:latest

4.3 -v 与 --mount的区别

　　（1）--mount可以支持创建集群服务（services）的数据卷，而-v不行。

　　（2）进行文件或目录的挂载，如果挂载前不存在 -v docker会自动创建，--mount 不会（会报错）。

4.4 补充说明

　　（1）（--mount基本包含了--volume的可选属性内容）官方建议使用--mount的方式，原文如下：

　　　　　Even though there is no plan to deprecate--volume, usage of--mountis recommended.

　　（2）官方文档链接：

　　　　https://docs.docker.com/storage/volumes/

　　　　https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/service_create/

方式三、Docker数据卷容器

　　数据卷容器也是一个容器，但是它的目的是专门提供数据卷给其他容器挂载，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。

1. 数据卷容器的基本使用1.1 创建数据卷容器

　　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目录：

docker run -it -v /dbdata --name db_data ubuntu

1.2 其他容器挂载

　　其他容器中使用 --volumes-from 来挂载dbdata容器中的数据卷

docker run -it --volumes-from db_data --name db1 ubuntu
docker run -it --volumes-from db_data --name db2 ubuntu

　　db1、db2通过db_data来共享了数据

2. 利用数据卷容器来备份、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。

2.1 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：

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

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

2.2 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。

sudo 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。

sudo docker run --volumes-from dbdata2 -v $(pwd):/backup busybox tar xvf /backup/backup.tar

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