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Docker深入淺出系列 | 容器資料持久化

阿新 • • 發佈：2020-02-27

Docker深入淺出系列 | 容器資料持久化

Docker已經上市很多年，不是什麼新鮮事物了，很多企業或者開發同學以前也不多不少有所接觸，但是有實操經驗的人不多，本系列教程主要偏重實戰，儘量講乾貨，會根據本人理解去做闡述，具體官方概念可以查閱官方教程，因為本系列教程對前一章節有一定依賴，建議先學習前面章節內容。

Docker深入淺出系列 | 容器初體驗
Docker深入淺出系列 | Image實戰演練
Docker深入淺出系列 | 單節點多容器網路通訊

教程目的：

  • 瞭解Docker怎麼實現資料儲存
  • 瞭解Docker資料掛載方式是什麼
  • 瞭解Docker資料持久化怎麼使用
  • 瞭解Docker不同資料掛載方式的使用場景

Docker資料儲存方式


Docker容器對於宿主機器來說只是一個執行在Linux上的應用，因此它的資料儲存還是會依賴宿主機器，Docker是通過掛載宿主機檔案系統或記憶體的方式來實現資料儲存的，掛載方式有三種:volume、bind mount和tmpfs。

  • volumes - 在宿主的檔案系統上的docker工作路徑下建立一個資料夾（/var/lib/docker/volumes）來儲存資料，其他非docker程序是不能修改該路徑下的檔案，完全由docker來管理
  • bind mounts - 可以儲存在宿主機器任何一個地方，但是會依賴宿主機器的目錄結構，不能通過docker CLI 去直接管理，並且非docker程序和docker程序都可以修改該路徑下的檔案
  • tmpfs - 無論是在Docker主機上還是在容器內，tmpfs掛載都不會持久儲存在磁碟上，它會將資訊儲存在宿主機器記憶體裡。 容器在其生存期內可以使用它來儲存非持久狀態或敏感資訊。 例如，在內部，swarm services 使用tmpfs掛載將機密掛載到服務的容器中 或者 我們一些不需要持久化資料的開發測試環境，可以使用tmpfs

Volumes初體驗

Volumes 是Docker推薦的掛載方式，與把資料儲存在容器的可寫層相比，使用Volume可以避免增加容器的容量大小，還可以使儲存的資料與容器的生命週期獨立。

  • 與bind mounts相比，volumes更易於備份或遷移。
  • 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。
  • 可以在多個容器之間更安全地共享volumes。
  • volumes驅動程式使您可以將volumes儲存在遠端主機或雲提供程式上，以加密volumes內容或新增其他功能。

Volumes實戰

通過預設-v方式

預設情況下，docker會幫我們建立一個隨機命名的volume

1.利用我們前面章節下載的image，建立一個容器，命名為mysql01

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

2.我們可以看看容器到底有沒有自動幫我們建立一個volumes

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

通過上面的輸出結果可以看到，docker 預設幫我建立了一個volume，並且隨機起了一個看不懂的名字

3.通過docker inspect檢視volume詳細資訊

[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"
    }
]

從上面volume詳情可以瞭解到，現在容器的資料是掛在在宿主機器上 /var/lib/docker/目錄下， scope是本地

4.通過-v指定容器volume的名字，使用我們自定義的一個可讀的名字

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

5.再次檢視下volume是否建立成功

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

剛才建立的volume已經成功了

6.再檢視下volume的詳細資訊

[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"
    }
]

從上面資訊可以看到，容器已經成功掛載宿主機器上的evan_volume

通過--mount方式

-v能做的--mount指令都可以做，與-v指令對比，--mount指令更靈活，支援更多複雜操作，並且不需要嚴格按照引數順序，通過key value鍵值對方式進行配置，可讀性更高。

--mount有以下幾個引數:

  • type - type可以是bind、volume或者tmpfs，預設是volume
  • source - 宿主機上的目錄路徑，可以用縮寫src
  • destination - 目標路徑，容器上掛載的路徑，可以用dst或者 target
  • readonly - 可選項，如果設定了，那麼容器掛載的路徑會被設定為只讀
  • volume-opt - 可選項，當volume驅動接受同時多個引數作為選項時，可以以多個鍵值對的方式傳入

1.建立一個容器，命名為mysql-mount，指定volume名為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.檢視volume是否建立成功

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

從上面查詢結果可以看出來，mysql-mount已經建立成功

3.檢視宿主機器是否存在對應的目錄

        "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": ""
            }
        ]

從輸出結果可以看到，通過--mount可以實現跟-v同樣的操作結果，資料也繫結宿主機器上docker路徑對應目錄

bind mounts初體驗

與volumes相比，bind mount的功能有限。 使用繫結安裝時，會將主機上的檔案或目錄安裝到容器中。 檔案或目錄由主機上的完整或相對路徑引用。 相比之下，當您使用volume時，將在主機上Docker的儲存目錄中建立一個新目錄，並且Docker管理該目錄的內容。

該檔案或目錄不需要在Docker主機上已經存在。 如果尚不存在，則按需建立。 bind mounts效能非常好，但是它們依賴於具有特定目錄結構的主機檔案系統。 如果要開發新的Docker應用程式，請考慮使用命名volume。 您不能使用Docker CLI命令直接管理bind mounts

1.建立一個tomcat容器，命名為tomcat-bind,掛載宿主機器路徑為/tmp

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

2.通過docker inspect tomcat-mount檢視容器資訊

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

可以看到容器已經成功掛載到宿主機器上的/tmp目錄，而不是前面我們演示的docker管理路徑下

tmpfs初體驗

使用tmpfs不會持久化資料，資料只會存放在宿主機器記憶體中

1.建立一個tomcat容器，命名為tomcat-tmps，指定掛載方式為temps

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

2.我們通過docker container inspect tomcat-tmpfs檢視下是否會建立任務目錄在宿主機器

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

從上面輸出結果可以看到，宿主機器上並沒有任何目錄，只是在目標路徑也就是容器裡指定了/tmp作為資料儲存路徑

驗證docker資料儲存

思路：我們嘗試在mysql容器建立一個數據庫，然後退出後把容器刪除掉，再建立一個新的容器，資料儲存路徑指向同一個volume，觀察是否在新的容器可以看到上一個容器建立好的資料庫


1.進入我們上面建立的mysql

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

2.建立資料庫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)

從輸出結果可以看到，資料庫已經建立成功

3.退出容器，刪除mysyql01容器

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

容器mysql01已經順利刪除

4.檢視mysql01掛載的volume是否還在

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

可以看到，對應的volume還在

DRIVER              VOLUME NAME
local               cc439258feb4817e1ecfa1f6969613f3e84be9a4499819ec7386f7e443eb6c54

5.建立一個新mysql容器，命名為mysql-volume，並且繫結mysql01的volume

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

6.驗證新的容器mysql-volume 中，是否存在已經建立好的資料庫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)

從上面輸出結果可以看到，新的容器已經存在之前建立好的資料庫，這就證明了docker不僅可以持久化資料，並且不同容器還可以共享同一個volume。

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