Docker 存储卷(Volume)核心概念、类型与操作指南

一、存储卷概念

什么是存储卷？
  Docker 存储卷 是 Docker 容器中用于持久化存储数据的独立文件系统区域。它独立于容器的联合文件系统，其生命周期可以完全独立于创建它的容器。简单来说，可以把它理解成容器中的一个共享文件夹或外部硬盘，这个文件夹直接映射到主机（或其它远程存储）上的一个真实目录。

为什么要使用存储卷？

1. 容器销毁或误操作等会导致数据丢失，而存储卷就可以起到一个数据备份的作用。
2. 宿主机和容器，容器和容器，它们之间文件系统是相互隔离的，要完成数据交互很麻烦，而存储卷起到一个交通枢纽的功能，或者说相当于一个“共享目录”。

二、存储卷分类

Docker 提供了三种方式将数据从宿主机挂载到容器中：
  管理卷（volume docker ）。默认映射到宿主机的/var/lib/docker/volumes目录下，只需要在容器内指定容器的挂载点是什么，而被绑定宿主机下的那个目录，是由容器引擎 daemon自行创建一个空的目录，或者使用一个已经存在的目录，与存储卷建立存储关系，这种方式极大解脱用户在使用卷时的耦合关系，缺陷是用户无法指定那些使用目录，临时存储比较适合；
  绑定数据卷（bind mount）。映射到宿主机指定路径下，在宿主机上的路径要人工的指定一个特定的路径，在容器中也需要指定一个特定的路径，两个已知的路径建立关联关系。
  临时数据卷（tmpfs mount）.映射到于宿主机内存中，一旦容器停止运行，tmpfs mounts 会被移除，数据就会丢失，用于高性能的临时数据存储。

2.1 管理卷

创建卷
方法一：Volume命令操作

命令清单：

• docker volume create：创建存储卷
• docker volume inspect：显示存储卷详细信息
• docker volume ls： 列出存储卷
• docker volume prune：清理所有无用数据卷
• docker volume rm：删除卷，使用中的无法删除

示例：

• 注：docker volume create不加卷名称，生成匿名存储卷
• 注：docker volume inspect支持查看多个存储卷
• 注：docker volume rm和docker volume prune加-f选项表示强制删除

方法二：-v 或者–mount 指定
在docker run创建并启动容器时添加-v 或--mount 都可以完成管理卷的创建和挂载
-v 选项
功能：完成目录映射
语法：

docker run -v name:directory[:options]

参数：

• 第一个参数：卷名称
• 第二个参数：卷映射到容器的目录
• 第三个参数：选项，如 ro 表示 readonly

示例：

效果：

–mount选项

功能：完成目录映射
语法：

--mount '<key>=<value>,<key>=<value>'

关键参数：

• type：类型表示 bind, volume, or tmpfs
• source，src：对于命名卷，这是卷的名称。对于匿名卷，省略此字段
• destination，dst，target：文件或目录挂载在容器中的路径
• ro，readonly：只读方式挂载

示例：

docker run -d --name myweb2 --mount 'src=myweb2,dst=/usr/share/nginx/html' nginx:1.24.0

效果和-v选项相同

• 注意1：添加ro选项限制的是容器里的写权限。
• 注意2：容器删除卷的数据不会删除，除非用 docker volume rm 删除。因为卷本身就是来保护数据的。
• 注意3：卷共享。不同容器可以使用同一个卷，解决了容器与容器之间数据交互繁琐的问题。

2.2 绑定数据卷

绑定卷 bind mount：-v 和 --mount 都可以完成绑定卷的创建
-v 选项
功能：完成卷映射
语法：

docker run -v name:directory[:options] ………

• 注意1：-v选项下，如果宿主机没有对应的目录，会自动创建，而–mount则会挂载失败。
• 注意2：与管理卷不同，容器目录原有数据会被清空，同步成宿主机目录下的数据。
• 注意3：ro限制的是宿主机的写操作。

–mount选项
功能：完成目录映射
语法：

--mount '<key>=<value>,<key>=<value>'

关键参数：

• type: 类型表示 bind, volume, or tmpfs
• source, src: 宿主机目录，这个和管理卷是不一样的
• destination, dst,target: 文件或目录挂载在容器中的路径
• ro,readonly: 只读方式挂载

示例：

docker run -d --name=myweb3 --mount 
type=bind,src=/home/qsy/gitDocker/data/test2
,dst=/usr/share/nginx/html nginx:1.24.0

注意：在命令行中不能像这个把指令分行写（必须写在一行），这里只是方便展示。
效果同-v选项。

特性	管理卷	绑定卷
创建者	Docker	用户自己
存储位置	Docker管理的区域	用户指定的任何目录
控制权	Docker	用户
移植性	高	低
典型用途	数据库数据、应用程序产生的需要持久化的数据	配置文件、源代码、日志文件（在主机和容器间共享）
备份与迁移	使用 docker volume 命令操作，相对简单	需要操作主机文件系统，复杂度高

2.3 临时数据卷

临时卷 tmpfs：临时卷数据位于内存中，在容器和宿主机之外（仅在容器运行期间存在）。

局限性

• 不同于管理卷和绑定卷，不能在容器之间共享 tmpfs 挂载
• 这个功能只有在 Linux 上运行 Docker 时才可用

创建卷
方法一：
–tmpfs选项
功能：完成临时卷映射
语法：

--tmpfs /app

• 注意1：数据在宿主机内存里，/app是容器目录。如果该目录不存在则会创建。
• 注意2：该容器的目录会被清空。
• 注意3：当容器重启后，tmpfs目录会被销毁，或恢复成原来的样子。

示例：

docker run -d --name=myweb4 --tmpfs /test1 nginx:1.24.0

方法二：
--mount选项
功能：完成目录映射
语法：

--mount '<key>=<value>,<key>=<value>'

关键参数：

• type：类型表示 bind, volume, or tmpfs
• destination，dst,target：挂载在容器中的路径
• tmpfs-size：tmpfs 挂载的大小（以字节为单位）。默认无限制。
• tmpfs-mode：tmpfs 的八进制文件模式。例如，700 或 0770。默认为 1777 或全局可写。

示例：

docker run -d --name=myweb5 --mount type=tmpfs,dst=/usr/share/nginx/html nginx:1.24.1

三、MySQL灾难恢复

接下来我们演示把数据库容器数据丢失，然后通过存储卷恢复的过程，分为以下几步：

1. 挂载存储卷
2. 模拟数据生产
3. 删除数据库容器
4. 恢复数据
5. 登录mysql并查看数据是否恢复

创建mysql容器并挂载：

docker run -d --name 容器的名字 -v 宿主机目录:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=数据库密码 mysql:版本号

模拟数据库存储：

删除mysql容器

恢复数据（数据都在宿主机目录下，再用同样的方式挂载就行）

登录数据库查看数据是否恢复：

四、存储卷的局限性

1. 数据生命周期与容器分离：这既是一个优点，也是一个缺点。卷的生命周期独立于容器，即使删除了所有使用该卷的容器，卷及其数据仍然存在。它有效的保护了容器的数据，但很容易导致“孤儿卷”或“僵尸卷”堆积，占用大量磁盘空间，如果不手动清理，会造成资源浪费。
2. 可移植性挑战：卷本身在创建时是“空白”的，其内容通常由容器在运行时填充。你不能像镜像一样，轻松地将一个包含数据的卷从一个环境（如开发机）直接“复制”或“迁移”到另一个环境（如生产服务器）。
3. 备份和迁移流程复杂：备份一个正在被容器使用的活跃卷存在数据一致性的风险（例如，数据库文件可能在备份过程中被修改）。标准的 Docker 命令没有提供一键式的卷备份功能。
4. 空间分配不灵活：Docker 卷默认使用宿主机的存储空间，你无法像在虚拟机中那样，轻松地为单个卷设置大小限制。一个失控的容器进程（例如，日志疯狂输出）可能会写满整个卷，进而占满宿主机的磁盘空间，导致宿主机和其他容器都出现问题。
5. 安全性与访问控制：卷中的数据默认由容器的用户（通常是 root）拥有和写入。如果容器以特权模式运行或被攻破，攻击者可以通过卷对宿主机文件系统造成破坏（尽管比绑定挂载更安全）。

非常感谢您能耐心读完这篇文章。倘若您从中有所收获，还望多多支持呀！