1、Docker 数据管理简介
默认情况下，在容器内创建的所有文件都存储在可写容器层上。这意味着：
- 当该容器不再存在时，数据将不会持久保存，并且如果另一个进程需要它，则可能很难从容器中取出数据；
- 容器的可写层与运行容器的主机紧密耦合，不能轻易地将数据移动到其他地方；
- 写入容器的可写层需要 存储驱动程序来管理文件系统。存储驱动程序使用Linux内核提供联合文件系统，与使用直接写入主机文件系统的数据卷相比，这种额外的抽象降低了性能 。
Docker为容器提供了两种方案来将文件存储在主机中，以便即使容器停止后文件也可以持久存储：volumes 和 bind mounts。如果您在Linux上运行Docker，则还可以使用tmpfs挂载。如果您在Windows上运行Docker，则还可以使用named pipe。
2、Docker 数据持久化之 Data Volume
2.1、Volume 简介
Volume 存储在由 Docker 管理的主机文件系统的一部分中（在Linux上为/var/lib/docker/volumes/）。非 Docker 进程不应修改文件系统的这一部分，Volume方式是在Docker中持久保存数据的最佳方法（官方文档说的，不过实际情况中你可以按需选择）。
Volumes 由 Docker 创建和管理，您可以使用 docker volume create 命令显式创建卷，Docker 也可以在容器或服务创建期间创建 Volumes：
$ sudo docker volume --help
Usage: docker volume COMMAND
Manage volumes
Commands:
create Create a volume
inspect Display detailed information on one or more volumes
ls List volumes
prune Remove all unused local volumes
rm Remove one or more volumes
Run 'docker volume COMMAND --help' for more information on a command.创建 Volume 时，它存储在 Docker 主机上的目录中，将 Volume 装入容器时，此目录就是装入容器的目录。这类似于 bind mount 的工作方式，只是 Volume 由 Docker 管理并且与主机的核心功能隔离。
多个容器可以同时使用同一个 Volume ，当没有正在运行的容器使用 volume 时，或者删除某个容器后，对应的 volume 不会自动删除，过后启动新的容器时照样可以使用此 volume ，当然，你也可以手动删除没被容器使用的 volumes ，命令： docker volume prune。
挂载 volume 时，默认是随机名称，你也可以在启动容器时指定 volume 名称。
Volume 还支持将数据存储在远程主机或云提供商上。
2.2、简单实验
接下来，我们一次来实际操作体验一下 docker 的volume 挂载模式的实现。
2.2.1、从 docker hub 官网 pull 一个 MySQL 镜像
pull 一个MySQL镜像，这一步没什么说的
# pull mysql镜像
$ sudo docker pull mysql:5.72.2.2、启动一个 MySQL 容器
接下来我们要启动一个MySQL容器，进一步感受下 volume 挂载方式
# 启动一个MySQL容器
$ sudo docker run --name test1_mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=password -d mysql:5.7-e MYSQL_ROOT_PASSWORD为此镜像环境变量（环境变量不用解释了吧？每个镜像都有自己的环境变量），具体参数及意义见此链接
-d后台运行
--name指定容器名称
2.2.3、查看启动 MySQL 容器默认创建的 volume
通过 docker volume ls 查看本机 volumes 列表，因为我自始至终只启动了一个容器，所以，看到的这一个 volume 就是我启动的这个 MySQL 容器对应的 volume 了，你可以通过不同的方式查看到这个 volume 。
# 查看当前 volume 列表
$ sudo docker volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local 325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d
# 你也可以通过 docker inspect 命令查看当前这个 volume 的详情
$ sudo docker inspect 325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d
[
{
"CreatedAt": "2019-12-25T16:10:31+08:00",
"Driver": "local",
"Labels": null,
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d/_data",
"Name": "325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d",
"Options": null,
"Scope": "local"
}
]
# 当然，此时你也可以通过查看 /var/lib/docker/volumes/ 目录来查看生成的 volume
$ sudo ll /var/lib/docker/volumes/
总用量 28
drwxr-xr-x 3 root root 4096 12月 25 16:10 325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d
-rw------- 1 root root 32768 12月 25 16:10 metadata.db2.3.4、启动两个 MySQL 容器，查看生成的 volume
# 启动第二个 MySQL 容器
$ sudo docker run --name test2_mysql -d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=password mysql:5.7
67358cf2b8feecd2274700e833de1a6565a207017cc42fd39e92b56b2537d7ab
# 查看 volumes
$ sudo docker volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local 325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d
local 06517fdc343cb927b11d4e1d97967066118ce92132435f5214ee97afae967769
# 查看 volumes
$ sudo ll /var/lib/docker/volumes/
总用量 32
drwxr-xr-x 3 root root 4096 12月 25 16:45 06517fdc343cb927b11d4e1d97967066118ce92132435f5214ee97afae967769
drwxr-xr-x 3 root root 4096 12月 25 16:10 325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d
-rw------- 1 root root 32768 12月 25 16:45 metadata.db2.3.4、自定义 volume 名称
以上例子可以看到有个问题，启动容器默认生成的 volume 名字是个很长的字符串，其实我们可以在启动容器时自定义一个 volume 名字。
首先通过 docker inspect 命令查看 MySQL 镜像的 volumes 信息，由以下结果可以看出，MySQL 默认会将 volumes 挂载在 /var/lib/mysql 下，也就是说，MySQL 镜像创建容器后，数据默认存储在容器的 /var/lib/mysql 中。
docker inspect 命令可以查看镜像、容器、网络、存储等等信息
# 查看MySQL镜像的volume信息
$ sudo docker inspect mysql:5.7|nl|grep Volumes -A 3
42 "Volumes": {
43 "/var/lib/mysql": {}
44 },
45 "WorkingDir": "",
--
79 "Volumes": {
80 "/var/lib/mysql": {}
81 },
82 "WorkingDir": "", 通过 -v 参数指定 volume 名称启动一个 MySQL 容器，格式为 -v 自定义volume名称:容器内数据目录 ，注意，如果本地有这个名称的 volume 就引用这个 volume ，没有则会新建自定义名称的volume。
# 通过 -v 参数指定 volume 名称
$ sudo docker run --name test3_mysql -v test3_mysql:/var/lib/mysql -d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=password mysql:5.7
a86213ba65d05296e0bbd22e8bfaff7c6e07ce9cb0818b734959323f728d5d4f
# 查看 volumes 信息
$ sudo docker volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local 325c3adc386ba4f649f429abe820d56212057a7dc475611a9639bcb66f41df7d
local 06517fdc343cb927b11d4e1d97967066118ce92132435f5214ee97afae967769
local test3_mysql你将看到自定义的 test3_mysql 这个 volume 。
2.3.5、引用已有 volume
前文提到，删除或停止某个容器后，对应的 volume 不会自动删除；而且不同的容器 可以同用一个相同的 volume 。
进入第三个 MySQL 容器，创建测试数据库
# 进入容器
$ sudo docker exec -it test3_mysql /bin/bash
# 进入 MySQL 终端
root@a86213ba65d0:/# mysql -uroot -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 2
Server version: 5.7.28 MySQL Community Server (GPL)
Copyright (c) 2000, 2019, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
# 创建测试数据库
mysql> create database docker;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> show databases;
+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| docker |
| mysql |
| performance_schema |
| sys |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)
mysql> exit
Bye
root@a86213ba65d0:/#创建第四个 MySQL 容器，引用第三个 MySQL 容器的 volume
$ docker run --name test4_mysql -v test3_mysql -d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=password mysql:5.7进入第四个 MySQL 容器，通过查看数据库信息，确认第四个 MySQL 容器是否引用了第三个 MySQL 容器的 volume 。
$ sudo docker exec -it test4_mysql /bin/bash
root@8b34ea93e59a:/# mysql -uroot -p
Enter password:
ERROR 2002 (HY000): Can't connect to local MySQL server through socket '/var/run/mysqld/mysqld.sock' (2)
root@8b34ea93e59a:/# exit 此时你会发现无法连接到数据库，提示 “Can't connect to local MySQL server through socket '/var/run/mysqld/mysqld.sock' (2)” ，我是这样认为的， docker 不仅将数据存储在这个 volume 中，而且 mysqld.sock 也存储在此 volume 中，所以，当你在使用别的容器进行连接这个数据库文件时，就报出这样的错误了。如果仅仅存储数据问题，应该是不会出现这个错误的。（这部分完全自己想的，仅做参考，如有可靠答案，望告知）。
你可以将第三个容器停止后再次进行以上操作，如果你的第四个容器已经停止运行，你可以使用 docker logs 命令来查看容器退出的具体原因，你讲看到如下错误：Check that you do not already have another mysqld process using the same InnoDB data or log files. ，还有其他错误信息，总而言之就是因为资源不可用或者说被占用，导致容器终止运行。
# 停止第三个容器
$ sudo docker stop test3_mysql
test3_mysql
# 启动第四个容器
$ sudo docker start test4_mysql
test4_mysql
# 进入第四个容器
$ sudo docker exec -it test4_mysql /bin/bash
root@8b34ea93e59a:/# mysql -uroot -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 2
Server version: 5.7.28 MySQL Community Server (GPL)
Copyright (c) 2000, 2019, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
# 查看数据库
mysql> show databases;
+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| docker |
| mysql |
| performance_schema |
| sys |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)
mysql> 以上操作可以看出，第四个容器和第三个容器使用的是同一个 volume ，你也可以使用 docker volume ls 来查看 volume ，会看到并没有生成新的 volume ，一共还是三个 volume。
以上便是基于 volume 的数据存储方式。
3、Docker 数据持久化之 bind mounts
3.1、bind mounts 简介
bind mounts 的方式实际上可以理解为将本地目录映射给容器内数据存储的目录，本地目录内的内容发生改变，容器内对应的内容也发生变化，同样的，在容器内操作数据目录，本地的目录文件也会发生相同的变化。
3.2、bind mounts 实验
接下来，通过实际操作体验一下 bind mount 的方式。
3.2.1、运行一个 Nginx 容器
运行一个Nginx容器，将本地 /root/testfile 挂载到容器的 /root/testfile 下，如果本地及容器没有这个目录，则会自动创建。
# 运行一个 Nginx 容器
$ sudo docker run --name test1_nginx -d -P -v /root/testfile:/root/testfile nginx
6ef8b9785f8495865f43454fd1b0a261c4a813703019ec0de7bbfc948a9e7caa
# 查看本地的目录
$ sudo ls
testfile3.2.2、修改文件测试 bind mount 挂载方式
# 进入容器创建文件并写入测试数据
$ sudo docker exec -it test1_nginx /bin/bash
root@6ef8b9785f84:/# ls
bin boot dev etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var
root@6ef8b9785f84:/# ls /root
testfile
root@6ef8b9785f84:/# cd /root/testfile/
root@6ef8b9785f84:~/testfile# echo "test docker date" >> hello.txt
root@6ef8b9785f84:~/testfile# cat hello.txt
test docker date
# 另开个shell，在本地查看测试文件
$ sudo ls /root/testfile/
hello.txt
$ sudo cat /root/testfile/hello.txt
test docker date
# 修改测试文件
$ sudo echo "test ok" >> hello.txt
$ sudo cat /root/testfile/hello.txt
test docker date
test ok
# 返回容器终端查看测试文件
$ sudo docker exec -it test1_nginx /bin/bash
root@6ef8b9785f84:/# cat /root/testfile/hello.txt
test docker date
test ok3.3.3、共享数据目录
你可以在运行一个容器，然后通过以上方法测试数据的变化情况，会得出结论：不同的容器，可以挂载相同的数据目录。
# 运行一个新的nginx容器
$ sudo docker run --name test2_nginx -d -P -v /root/testfile:/root/testfile nginx
# 进入容器创建文件并写入测试数据
$ sudo docker exec -it test2_nginx /bin/bash
...操作内容省略...以上操作可以看出，通过 bind mount 方式，可以实现容器与本地数据文件目录的映射，数据是同步的。
4、Docker 数据管理之tmpfs
tmpfs挂载仅存储在主机系统的内存中，并且永远不会写入主机系统的文件系统中。
tmpfs挂载不会持久化在磁盘上，无论是在Docker主机上还是在容器内。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。
绑定 volume 和 bind mount 都可以使用-v或 --volume标志安装到容器中，但是两者的语法略有不同。对于tmpfs ，使用--tmpfs，此方式不太常用，就不说了，感兴趣可以去官网或者找资料学习。
5、总结
5.1、volume 的使用场景
volume是将数据持久保存在Docker容器和服务中的首选方法。volume的一些使用场景：
- 在多个运行中的容器之间共享数据。如果未显式创建volume，则在首次运行容器中时创建volume，当该容器停止或卸下时，该 volume 仍然存在，多个容器可以同时使用相同的volume（可读写或只读）；
- 支持将容器的数据存储在远程主机或云上；
- 当您需要将数据从一个Docker主机备份、还原或迁移到另一个Docker主机时，volume 是一个更好的选择，您可以停止使用该卷的容器，然后备份该卷的目录（例如
/var/lib/docker/volumes/<volume-name>）。
5.2、bind mounts 的使用场景
通常，应尽可能使用 volume，bind mounts 适用于以下场景：
- 将配置文件从主机共享到容器，默认情况下，这就是Docker通过
/etc/resolv.conf从主机安装到每个容器的方式为容器提供DNS解析的方式 。 - 在Docker主机上的开发环境和容器之间共享源代码或构建工件。例如，您可以将Maven
target/目录 mount 到容器中，这样每次在 Docker 主机上构建Maven项目时，容器都可以访问重建的工件。 - 当确保Docker主机的文件或目录结构与容器所需的一致时。
5.3、tmpfs挂载的好用例
当您不希望数据在主机上或容器内持久存在时，当您的应用程序需要写入大量非持久状态数据时，mpfs挂载最适合使用；这是出于安全原因或为了保护容器的性能。
参考链接：
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