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5、docker存储卷

news 2025/10/12 6:57:08

docker存储卷

本章要点：docker存储卷，存储卷两种类型(volume,bind)，使用示例，共享卷组

Docker存储卷是实现容器数据持久化的核心机制，通过绑定宿主机目录与容器目录，解决数据与容器生命周期绑定的问题，支持跨主机数据共享。

存储卷基础概念

为什么要使用存储卷

假设我们通过镜像创建一个容器。容器一旦被销毁，容器内的数据将会被一并删除。但有些情况下，通过服务器上传的图片出会丢失。容器中的数据不是持久化状态的，此时我们就需要使用到存储卷。
如果不使用数据卷存在的问题
- 存储于联合文件系统中，不易于宿主机访问；
- 容器间数据共享不便；
- 删除容器其数据会丢失；
基本概念

Docker 存储卷是由 Docker 管理的特殊目录，其核心特性包括：
- 持久化：独立于容器生命周期，容器删除后数据仍保留。
- 共享性：可被多个容器同时挂载，实现数据共享。
- 实时生效：卷中数据更改可实时同步到挂载的容器。
- 不影响镜像：卷的更改不会包含在镜像更新中。
作用

Docker镜像基于写时复制（COW）机制，容器修改文件需复制到读写层，效率低且数据随容器删除丢失，存储卷通过将宿主机目录与容器目录绑定，使数据直接写入宿主机，实现独立于容器生命周期的持久化

存储卷理论

存储卷(volume)

“卷”是容器上一个或多个“目录”，此类目录可绕过联合文件系统，与宿主机上某目录“绑定或关联"，存储卷的初衷是独立于容器的生命周期实现数据持久化，因此删除容器之时既不会删除卷，也不会对哪怕未被引用的卷做垃圾回收操作；

两种卷类型：

bind mount volume (数据卷)：容器内数据直接映射到本地主机环境
- 需要手动指定目录，一对一目录指定如宿主机 /data 容器的 /data
docker-managed volume (数据卷容器)：使用特定容器维护数据卷
- docker 自行创建的管理卷，只需要指定容器卷，无需指定宿主机的目录，删除容器卷数据可能丢失

特性对比

类型	宿主机路径管理	适用场景	容器删除后卷状态
Docker-managed volume	自动分配（如`/var/lib/docker/volumes/...`）	临时数据共享、无需手动管理路径	默认删除（需显式保留）
Bind mount volume	手动指定（如`~/data:/container/path`）	固定路径数据持久化、跨容器共享	需手动删除宿主机目录

存储卷使用

数据卷是一个可供容器使用的特殊目录，它将主机操作系统目录直接映射进容器，类似于Linux中mount操作，特性如下：

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方便；
对数据卷内的数据修改会立马生效，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，解耦了应用和数据；
卷会一直存在，直到没有容器使用，可以安全卸载它

两种卷的管理以及创建方式

特性	Docker-managed volume	Bind mount volume
管理方式	Docker 自动管理，默认路径 `/var/lib/docker/volumes/卷名/_data`	用户指定宿主机任意目录/文件路径
创建方式	`docker volume create 卷名` 或运行容器时自动创建	运行容器时直接指定 `-v 宿主机路径:容器内路径`
适用场景	大多数持久化场景（如数据库数据存储）	需要指定存储位置（如挂载独立磁盘目录）
灵活性	无需关心具体存储路径，由 Docker 统一管理	路径完全由用户控制，更灵活但需手动维护

Docker-managed volume

特性
- 管理方式: Docker 自动管理，默认路径 /var/lib/docker/volumes/卷名/_data
- 创建方式：docker volume create 卷名 或运行容器时自动创建
- 适用场景：大多数持久化场景（如数据库数据存储）
- 灵活性：无需关心具体存储路径，由 Docker 统一管理

语法说明

命令	说明
docker volume ls	查看当前节点创建的卷组
docker volume inspect 卷组名	查看卷组的详细信息
docker volume create 卷组名	创建卷组的详细信息
docker volume rm 卷组名	删除卷组

⚠️ 如果卷组被挂载，则无法被直接删除

示例1 - 手动创建容器管理卷

1、创建卷名
~]# docker volume create tomcat12、挂载到容器上 ， 指定tomcat1名， -P是容器自动映射端口  -v指定挂载的容器卷
~]# docker run -d --name tomcat1 -P -v tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/ edf8233555ae3、默认tomcat没有ROOT目录，我们这里示例先手动创建一个
~]# docker exec -it tomcat1 bash
root@ff6787d9978d:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@ff6787d9978d:/usr/local/tomcat/webapps# mkdir ROOT
root@ff6787d9978d:/usr/local/tomcat/webapps# exit4、手动cp一个index.html用于测试, 访问 http://ip:自动映射端口 
~]# docker cp index.html tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/ROOT/5、这里开始操作本地存储卷
~]# ls /var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data/
ROOT
6、修改内容，访问
~]# vi /var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data/ROOT/index.html # index.html内容
hello world cp       <---第一次用cp是这样
hello world volume       <---第二次修改volume是这样7、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
~]#  docker inspect tomcat1"HostConfig": { "Binds": [ "tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/" ], ..... }"Mounts": [{"Type": "volume",  "Name": "tomcat1","Source": "/var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data","Destination": "/usr/local/tomcat/webapps","Driver": "local", "Mode": "z", "RW": true, "Propagation": ""}],8、删除容器 
~]#  docker stop tomcat1
~]#  docker rm tomcat1
~]#  ls /var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data/   <--我们手动创建的不会同时删除

示例2 - 仅指定挂载容器管理卷名称

1、挂载到容器上 ， 指定tomcat2名， -P是容器自动映射端口  -v指定挂载的容器卷
~]# docker run -d --name tomcat2 -P -v tomcat2:/usr/local/tomcat/webapps/ edf8233555ae2、这里开始操作本地存储卷, 操作完之后直接访问 http://ip:自动映射端口
~]# mkdir /var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data/ROOT/
~]# cp index.html /var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data/ROOT/3、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
~]#  docker inspect tomcat2"HostConfig": { "Binds": [ "tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/" ], ..... }"Mounts": [{"Type": "volume",  "Name": "tomcat2","Source": "/var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data","Destination": "/usr/local/tomcat/webapps","Driver": "local", "Mode": "z", "RW": true, "Propagation": ""}],4、删除容器 
~]#  docker stop tomcat2
~]#  docker rm tomcat2
~]#  ls /var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data/   <--自动创建的也不会同时删除

示例3 - 仅指定挂载容器管理卷只用-v

1、挂载到容器上 ， 指定tomcat3名， -P是容器自动映射端口  -v指定挂载的容器卷
~]# docker run -d --name tomcat3 -P -v tomcat3:/usr/local/tomcat/webapps/ edf8233555ae2、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
~]#  docker inspect tomcat2"HostConfig": { "Binds": null , ..... }"Mounts": [{"Type": "volume",  "Name": "b4137e424...","Source": "/var/lib/docker/volumes/b4137e424.../_data","Destination": "/usr/local/tomcat/webapps","Driver": "local", "Mode": "", "RW": true, "Propagation": ""}],# 跟示例2一样执行3,4 这里也不会删除管理卷

总结
- 示例1,2,3 不管是手动 create volume 还是直接 -v 指定使用，删除容器的时候存储卷都会被保存
- 使用存储卷时应当见名知意，否则自动生成的卷组名称下次就不知道是啥了
- ⚠️ 示例1,2,3的mounts.type类型都是volume卷组

Bind mount volume

特性
- 管理方式: 用户指定宿主机任意目录/文件路径
- 创建方式：运行容器时直接指定 -v 宿主机路径:容器内路径
- 适用场景：需要指定存储位置（如挂载独立磁盘目录）
- 灵活性：路径完全由用户控制，更灵活但需手动维护

示例1

1、准备本地资源
~]# mkdir tomcat/ROOT -p
~]# echo "hello world bind" > tomcat/ROOT/index.html2、挂载容器, 只需要挂载到tomcat目录，tomcat:webapps同级，操作完之后直接访问 http://ip:自动映射端口
~]# docker run -d --name tomcatb1 -P -v /root/tomcat:/usr/local/tomcat/webapps edf8233555ae3、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
~]#  docker inspect tomcatb1"HostConfig": { "Binds": [ "/root/tomcat:/usr/local/tomcat/webapps" ], ..... }"Mounts": [{"Type": "bind","Source": "root/tomcat","Destination": "/usr/local/tomcat/webapps","Driver": "", "Mode": "", "RW": true, "Propagation": "rprivate"}],

核心差异概述

来源AI

Docker-Managed Volume 和 Bind Mount Volume 都是 Docker 中用于数据持久化的机制，但它们在管理方式、存储位置、生命周期和数据行为上存在显著区别。简而言之：

Docker-Managed Volume：由 Docker 自动管理，存储在 Docker 的默认目录中（如 /var/lib/docker/volumes），更适合需要数据独立性和安全性的场景。
Bind Mount Volume：直接绑定宿主机的指定路径到容器，数据与宿主机实时同步，适用于开发调试或需要直接访问宿主机文件的场景。

详细差异分析

定义与管理方式:
- Docker-Managed Volume： docker原生管理的数据卷类型，当创建 Volume 时，Docker 会自动在宿主机上的/var/lib/docker/volumes 目录下生成和管理子目录。这种方式称为 “Docker-Managed Volume”，因为它完全由 Docker 控制，无需用户手动指定宿主机路径
  - 示例语法
```
docker run -v 卷组名:容器挂载点 镜像名
```
- Bind Mount Volume：这是一种直接挂载机制，将宿主机的特定路径（如用户自定义目录）映射到容器内部。它不依赖 Docker 的内部管理，而是基于 Linux 的 mount 系统调用实现。数据完全由宿主机文件系统控制
  - 示例语法：
```
docker run -v 本地目录:挂载点 镜像名/id
```
- 关键区别：
  - Volume 是 Docker 托管的，更抽象和安全；
  - Bind Mount 更底层，直接暴露宿主机文件系统。
存储位置:
- Docker-Managed Volume：数据存储在 Docker 管理的固定位置（默认 /var/lib/docker/volumes），用户无需关心具体路径。Docker 负责创建和维护这些目录。
- Bind Mount Volume：数据存储在用户指定的宿主机绝对路径下（如 /home/user/data）。这意味着用户可以完全控制文件位置，但也增加了路径错误的风险。
- 影响：
  - Volume 更适合生产环境，确保数据隔离；
  - Bind Mount 适合开发时快速访问宿主机文件。
生命周期与数据持久性:
- Docker-Managed Volume：生命周期独立于容器。即使容器被删除或重启，Volume 数据仍然保留在宿主机上，除非用户显式删除 Volume（使用 docker volume rm）。当容器首次挂载时，如果宿主机目录为空，Docker 会从容器复制数据到 Volume。
- Bind Mount Volume：生命周期与容器紧密绑定。容器停止后，宿主机数据仍存在（因为它属于宿主机文件系统），但挂载关系会解除。重新挂载时，数据直接从宿主机加载。如果宿主机路径不存在，Docker 会创建它，但这可能导致容器内原有文件被覆盖或清空。
- 关键区别：
  - Volume 提供更好的数据持久性和独立性；
  - Bind Mount 更易导致数据不一致（例如，宿主机路径变化会影响容器）。
数据行为与一致性:
- Docker-Managed Volume：不会覆盖容器内原有文件。当挂载时，如果 Volume 为空，Docker 会将容器内的文件复制到 Volume；之后的数据修改在 Volume 和容器间同步，但不会影响容器镜像的原始内容。卸载后，容器文件恢复原状。
- Bind Mount Volume：会直接覆盖容器内的目录或文件。挂载后，容器内路径的内容被宿主机路径的内容替代。卸载时，容器内原有文件会还原（如果宿主机数据被修改，容器内数据也会同步）。这可能导致数据丢失风险，特别是在路径配置错误时。
- 高级特性：
  - Bind Mount 支持额外参数如 bind-propagation=rslave，用于控制挂载传播（如共享子挂载），而 Volume 不支持此类参数。
性能与适用场景:
- Docker-Managed Volume：性能较高，因为 Docker 优化了存储访问。适用于需要数据备份、迁移或多容器共享的场景（如数据库持久化）。
- Bind Mount Volume：性能依赖于宿主机文件系统，可能略低。适用于开发环境，例如实时编辑代码（宿主机修改即时反映在容器中），但不推荐用于生产环境，因为它降低了可移植性。

共享卷组

Docker 的 --volumes-from 用于实现容器间数据共享，通过挂载其他容器的数据卷，使当前容器可访问目标容器中已配置的卷（非所有文件），且共享方向为单向继承，父容器删除不影响已共享数据。

核心作用与共享对象

核心是让一个容器共享另一个容器中已定义的数据卷（即通过 -v 挂载的目录或命名卷），而非容器内所有文件例如，若容器 A 挂载了 /volume01 和 /volume02 两个数据卷，容器 B 通过 --volumes-from A 启动后，仅会共享这两个目录，其他未挂载的文件不会同步

使用规则与特性

规则/特性	说明
共享方向	单向继承：B 共享 A 的数据卷，A 不会共享 B 的新增卷
多容器共享	支持链式共享，如 C 可通过 `--volumes-from B` 间接共享 A 的数据卷
父容器删除影响	父容器删除后，子容器仍可访问共享卷数据（因卷本质挂载于宿主机）
权限继承	子容器继承父容器对数据卷的读写权限（如父卷为只读，子容器也只读）

示例

# 创建名为share1的卷组
]# docker volume create share1# 语法说明  -d 后台 -P 大P随机映射端口 -v指定volume --name指定名称  ed...镜像id
]# docker run -d -P -v share1:/usr/local/tomcat/webapps --name tomcats1 edf8233555ae# --volumes-from tomcats1 多容器共享
]# docker run -d -P --volumes-from tomcats1 --name tomcats2 edf8233555ae
]# docker run -d -P --volumes-from tomcats2 --name tomcats3 edf8233555ae# tomcats1 挂载 share1卷组，   tomcats2共享tomcats1, tomcats3共享tomcats2
# 生成一个 jsp页面，代码最下面，也可以自已用ai生成玩玩， 用浏览器就能看到 对应容器主机名了# 干掉 tomcats2 用来查看 链式共享是否还正常
docker rm $(docker stop tomcats2)
# 删完之后 tomcats3   父容器删除无影响# 这样其实会产生一个问题， 如果A在写时 B也在写，那么A先保存然后B在保存，B会覆盖掉A的数据， 这里如果写入时需要保证写入的次序问题

备份\恢复

# 说明 --rm 这种备份的我们一次性用, 卷组共享tomcast3, -v 本地挂载到容器backup目录 , tar zcf /backup/backup.tar.gz -C /usr/local/tomcat/webapps ROOT ,不要目录只备份ROOT目录
docker run --rm --volumes-from tomcats3 -v ./:/backup --name tomcats4 edf8233555ae tar zcf /backup/backup.tar.gz -C /usr/local/tomcat/webapps ROOT# 这个可以用来临时更新开发给的一些代码，如果你没有ci/cd工具用于发布，手动搞的话
# 恢复也一样，先挂载数据卷容器， 然后 tar xf 解压到指定目录
docker run --volumes-from data -v $(pwd):/backup --name w2 ubuntu tar xf /backup/backup.tar.gz

vi /var/lib/docker/volumes/share1/_data/ROOT/index.jsp
<%@ page import="java.net.InetAddress"  %>
<%@ page import="java.io.IOException"  %>
<%String hostname = "unknown";try {hostname = InetAddress.getLocalHost().getHostName(); } catch (Exception e) {hostname = "error: " + e.getMessage(); }
%><!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Tomcat Container Hostname</title><style>body { font-family: Arial, sans-serif; text-align: center; margin-top: 100px; }.hostname { font-size: 2em; color: #333; }</style>
</head>
<body><h1> Tomcat docker</h1><p> the docker id name: </p><div class="hostname"><%= hostname %></div>
</body>
</html>