docker系列（四）：数据卷

1 引言

容器就相当于一个简易的操作系统，我们在上面部署我们的环境，不可避免地产生一些数据，但是，可能由于断电等等原因，容器退出了，那么之前容器中的数据就不符存在，则往往不是我们想要的，更多的，我们是希望数据能够持久保存到硬盘中，这就需要用到数据卷。

数据卷是指一种目录或者说文件，其存在于一个或者多个容器中，由docker挂载到容器，但不属于UFS（Union File System，联合文件系统），因此能够绕开UFS提供一些用于持续存储或共享数据的特性。

数据卷的设计目的就是为了实现数据的持久化，完全独立于容器的生存周期，因此docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。除此以外，数据卷还可以实现容器间的数据继承和共享。在使用上，数据卷的特点：

• 数据卷可以在容器之间共享或者重用数据
• 数据卷中的更改可以直接生效
• 数据卷中的更改不会包含在镜像的更新中
• 数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

下面就开始来研究一下添加数据卷。添加数据卷有两种方法，第一种是通过命令直接添加，第二种是通过dockerfile添加。

2 数据卷

2.1 通过命令添加数据卷

在上一篇博文中，提到过docker run命令，docker run命令中有一个参数-v就是用来添加数据卷的，也就是说，在docker run命令中使用-v参数，可以在启动容器时，为容器添加一个数据卷。命令格式如下：

docker run -it -v /宿主机绝对路径目录:/容器内绝对 镜像名

主义，命令中使用的路径最好使用绝对路径，否则可能会报错。另外，有的时候，可能会省略宿主机路径，只写容器内的数据卷路径，这时候，docker会在/var/lib/docker/volumes/目录下自行创建一个目录最为主机数据卷目录。

例如将宿主机的当前用户目录下名为suzu的目录，与容器内根目录下名为rongqi的目录进行映射作为数据卷。

$ docker run -it -v ~/suzhu:/rongqi ubuntu

root@fd4af8e0b8b3:/#

启动容器后，我们查看一下容器内是否有容器这一目录：

root@fd4af8e0b8b3:/# ll rongqi
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 15 02:36 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 15 02:36 ../

发现存在rongqi目录。继续，我们在容器内创建一个名为123的文件，看看宿主机内是否会同步这一文件：

root@fd4af8e0b8b3:/# cd rongqi
root@fd4af8e0b8b3:/rongqi# touch 123
root@fd4af8e0b8b3:/rongqi# ll
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 15 02:40 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 15 02:40 ../
-rw-r--r-- 1 root root 0 Jun 15 02:40 123

在宿主机启动另一个终端，查看是否同步：

$ cd ~/suzhu
~/suzhu$ ll
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 15 10:40 ./
drwxr-xr-x 16 chb chb 4096 Jun 15 10:41 ../
-rw-r--r-- 1 root root 0 Jun 15 10:40 123

看到了没，宿主机rongqi目录中也同步出现了123文件。而且，无论是宿主机的容器目录还是容器内的rongqi目录都是由docker自动创建的。

再次，我们尝试在宿主机中修改123文件的内容，看容器内的123文件是否会修改，注意一定要使用超级管理员权限进行写入才行，这时候主机只有只读权限。如下图所示：

保存后退出，再次回到容器内查看123文件内容：

root@fd4af8e0b8b3:/rongqi# tac 123
我是宿主机，我写入了一行

证明宿主机与容器的同步是双向的。

如果容器停止了，宿主机添加文件，是否会在容器重新启动后同步到呢？

我们先停止容器，然后在宿主机suzhu目录下创建一个111.txt文件：

root@fd4af8e0b8b3:/rongqi# exit
exit
$ cd ~/suzhu
$ touch 111.txt
$ sudo touch 111.txt

启动刚刚的容器，看看是否出现111.txt文件：

$ docker start fd4af8e0b8b3
fd4af8e0b8b3
$ docker attach fd4af8e0b8b3
root@fd4af8e0b8b3:/# cd rongqi
root@fd4af8e0b8b3:/rongqi# ll
total 12
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 15 03:07 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 15 02:40 ../
-rw-r--r-- 1 root root 0 Jun 15 03:07 111.txt
-rw-r--r-- 1 root root 37 Jun 15 02:55 123

看到了吗？在容器重启后，在rongqi目录下也出现了111.txt文件。

一个容器可以有多个数据卷吗？

答案是可以的。需要指定多个-v参数来实现。

$ docker run -it -v ~/suzhu:/rongqi -v ~/suzhu2:/rongqi2 ubuntu

继续研究，一个目录可以挂载多个数据卷吗？

$ docker run -it -v ~/suzhu:/rongqi ubuntu
root@deb66cd44a57:/#

容器创建成功。我们继续尝试使用新建的容器，看看容器间的数据卷内文件是否会同步：

root@deb66cd44a57:/# cd rongqi
root@deb66cd44a57:/rongqi# ll
total 12
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 15 03:07 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 15 03:40 ../
-rw-r--r-- 1 root root 0 Jun 15 03:07 111.txt
-rw-r--r-- 1 root root 37 Jun 15 02:55 123
root@deb66cd44a57:/rongqi# touch 222.txt

去最初创建的容器中查看：

$ docker attach fd4af8e0b8b3
root@fd4af8e0b8b3:/rongqi# ll
total 12
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 15 03:43 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 15 02:40 ../
-rw-r--r-- 1 root root 0 Jun 15 03:07 111.txt
-rw-r--r-- 1 root root 37 Jun 15 02:55 123
-rw-r--r-- 1 root root 0 Jun 15 03:43 222.txt

文件同步了。证明一个目录可以被多个容器挂在为数据卷，从而实现容器间的数据同步和共享。

既然一个目录可以被多个容器挂在为数据卷，就需要涉及权限的问题了，例如有的容器需要有读和写的权限，但是，有的容器，只需要有读不能由写入权限，这该怎么办呢？其实只需要挂在目录后面加入权限参数就好了，参数中，rw表示有读和写权限，ro表示只有du的权限，在默认情况下，是rw就同时具有读写权限。我们继续创建一个容器，对suzhu目录只有只读权限，然后尝试在容器中创建文件：

$ docker run -it -v ~/suzhu:/rongqi:ro ubuntu
root@6df9eaeb444a:/# cd rongqi
root@6df9eaeb444a:/rongqi# touch 333.txt
touch: cannot touch '333.txt': Read-only file system

创建文件失败，因为只有只读的权限。

总结一下在docker run命令中添加数据卷的内容：

• 在docker run命令中添加-v 宿主机目录:容器目录参数形式进行添加数据卷
• 如果目录不存在，docker会自动创建
• 同步是双向的
• 如果不对权限进行制定，宿主机只有只读权限
• 容器重启并不影响同步
• 通过多个-v参数，一个容器挂载多个数据卷
• 一个目录可以被多个容器挂载，从而实现容器间的数据共享同步。
• 通过rw和ro参数，可以指定容器对数据卷的读写权限。
• 指定数据卷目录时，最好使用绝对路径，不要使用相对路径（上面并没有演示）

2.2 通过dockerfile添加数据卷

dockerfile内容在前面的博文中已经介绍过了。在dockerfile中有一个专门的命令VOLUME是用来添加数据卷的，VOLUME命令格式如下：

VOLUME ["数据卷目录1", "数据卷目录2"]

注意：数据卷目录1和2都指的是容器内的目录。在docker run中通过-v参数指定宿主机目录:容器目录的方式在dockerfile中是行不通的。这是因为dockerfile是以创建容器的模板作用而存在，可能会应用于不同的宿主机甚至不同的系统平台，不同的平台路径格式也不相同。虽然不能指定宿主机中的目录，不过，通过dockerfile创建爱你的数据卷都默认存在于/var/lib/docker/volumes/目录下。下面我们使用dockerfile创建数据卷，首先创建一个目录，然后进入该目录，在目录内创建一个名为dockerfile的文件，写入一下内容：

FROM ubuntu
VOLUME ["/dataVolume1","/dataVolume2"]
CMD echo "Success to build volume"
CMD /bin/bash

在命令行下使用docker build命令创建镜像：

$ docker build -t docker_volume .
Sending build context to Docker daemon 2.048kB
Step 1/4 : FROM ubuntu
---> 7698f282e524
Step 2/4 : VOLUME ["/dataVolume1","/dataVolume2"]
---> Running in 42cee5bb0fc8
Removing intermediate container 42cee5bb0fc8
---> 96e9ce4e0eae
Step 3/4 : CMD echo "Success to build volume"
---> Running in 04fbe86e45cc
Removing intermediate container 04fbe86e45cc
---> f66a3493edc6
Step 4/4 : CMD /bin/bash
---> Running in 6f39c6dbb2d8
Removing intermediate container 6f39c6dbb2d8
---> 42bd7a7b12ff
Successfully built 42bd7a7b12ff
Successfully tagged docker_volume:latest

使用镜像创建容器，然后进入容器查看是否有数据卷：

$ docker run -it 42bd7a7b12ff
root@266fdc2a5ad7:/# ll
total 80
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 17 13:26 ./
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 17 13:26 ../
-rwxr-xr-x 1 root root 0 Jun 17 13:26 .dockerenv*
drwxr-xr-x 2 root root 4096 May 15 14:07 bin/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Apr 24 2018 boot/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 17 13:26 dataVolume1/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 17 13:26 dataVolume2/

可以看到，dataVolume1和dataVolume2两个目录果然是存在的。

我们可以使用docker inspect命令查看详细信息：

$ docker inspect 266fdc2a5ad7
……
"Mounts": [
{
"Type": "volume",
"Name": "d2d2f7ee61c5f8db0b8ccc2ff08f121079c3f16c5e48cd99e1d65538ef44e389",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/d2d2f7ee61c5f8db0b8ccc2ff08f121079c3f16c5e48cd99e1d65538ef44e389/_data",
"Destination": "/dataVolume1",
"Driver": "local",
"Mode": "",
"RW": true,
"Propagation": ""
},
{
"Type": "volume",
"Name": "eacb8887be7cee176c1901f0e61ab7d51998a11366cc5a4b5fd3313c79f6ba48",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/eacb8887be7cee176c1901f0e61ab7d51998a11366cc5a4b5fd3313c79f6ba48/_data",
"Destination": "/dataVolume2",
"Driver": "local",
"Mode": "",
"RW": true,
"Propagation": ""
}
]
……

查询出来的信息太多，上面只贴出了数据卷的挂载信息，Name是指数据卷的名称，是自动生成的，Source是宿主机内的数据卷目录，使用超级管理员权限打开/var/lib/docker/volumes/目录可以查看到，Destination是容器内的数据卷目录。

dockerfile创建的数据卷性质与docker run -v命令行创建的是一样的，这里不再多说。

3 数据卷容器

有时候，我们有一些经常性发生变化的数据需要在多个容器之间进行共享，这时候，一个更好的选择就是使用数据卷容器。所谓数据卷容器，从名字上也可以看出也是一个容器，不过，这个容器是专门用来为其他容器提供数据卷进行挂在的。

我们先创建一个带数据卷的容器：

$ docker run -it -v /dbdata --name dbContainer ubuntu

然后用这个容器为其他容器提供数据卷。使用--volumes-from来挂载数据卷容器。如下所示：

~/docker_test$ docker run -it --volumes-from dbContainer --name c1 ubuntu
root@50ce83189ae3:/# ll
total 76
……
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 17 14:57 dbdata/
……

可以看到，容器内出现了dbdata目录，这就是通过--volumes-from参数与dbContainer容器挂载而来的。

数据卷容器可以同时被多个容器挂载，甚至，已经挂载了数据卷的容器可以级联挂载别的容器。

$ docker run -it --volumes-from c1 --name c2 ubuntu
root@97e7dae4a04b:/# ll
total 76
……
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 17 14:57 dbdata/
……

可见，dbContainer、c1、c2逐级挂载，这是没有问题的，而且，--volumes-from参数所挂载的数据卷的容器并不需要保持运行状态，也即是说dbContainer、c1、c2任意一个容器退出也不会影响其他两个容器。

另外，删除挂载的容器（dbContainer、c1、c2任意一个），数据卷并不会被自动删除，如果要删除数据卷，需要在删除最后一个挂载着这个数据卷的时候显式的使用docker rm -v参数来同时删除容器。