Docker持久化存储详解：UnionFS、数据卷与三种持久化方式

Docker持久化存储详解：UnionFS、数据卷与三种持久化方式

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/chililopp/article/details/140382628

Docker持久化存储是Docker容器技术中的一个重要概念，它解决了容器数据存储和管理的问题。本文将详细介绍Docker的持久化存储机制，包括UnionFS的概念、数据卷的定义及其特点，以及Docker提供的三种持久化数据方式：卷（volume）、绑定挂载（bind mount）和临时挂载（tmpfs mount）。

1、什么是UnionFS?

Docker创建镜像的时候，会将各种依赖包括操作系统OS、工具包、依赖库等都放在文件系统（FS）中，这样容器进程调用各项依赖都在这个文件系统目录里，从而实现环境一致性。

但是镜像是只读的，为了实现镜像的复用性，Docker引入了层（layer）的概念。当镜像被Docker run后，会在这个镜像的顶部添加一个新的可写层，这便是容器层。这个容器层和上一层的镜像层组成了container的运行时态。

在容器层对FS的修改不会影响到上一层的FS。这一层一层的FS便组合成为了UnionFS，以下是专业的定义：

联合文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。

比较遗憾的是，UnionFS并未做到数据持久化，在容器丢失或被删除后，容器层所做的修改也全部丢失，同时也存在着迁移和备份困难、读写效率低的问题。

为了保存容器层的修改，Docker提供了数据卷持久化。

2、什么是数据卷？

数据卷是宿主机中的一个特殊的文件或目录，与容器中的另一个文件/目录直接关联。数据卷是完全独立于容器的生命周期，它可以绕过UnionFS，为一个或多个容器提供访问。

数据卷的特点为：

1. 数据卷在容器启动时初始化，如果容器使用的镜像在挂载点包含了数据，这些数据会被拷贝到新初始化的数据卷中。
2. 数据卷可以在容器之间共享和重用。
3. 可以对数据卷里的内容直接进行修改。
4. 数据卷的变化不会影响镜像的更新。
5. 卷会一直存在，即使挂载数据卷的容器已经被删除。

3、数据持久化

目前Docker提供了3种持久化数据的方式：

• 卷（volume）
• 绑定挂载（bind mount）
• 临时挂载（tmpfs mount）

3.1 卷（volume）

多个容器可以通过读写或只读访问一个volume。当容器停止时，volume仍然存在，只有当显式删除时，volume才会被删除掉。以下学习一下volume的用法：

1. 为容器添加卷 (volume)

   docker run --name tomcat2  -v /docker/data_volume:/data:ro -it centos  /bin/bash
   

   /docker/data_volume为宿主机目录，/data为容器目录，ro为只读权限

2. 创建一个卷 (volume)

   docker volume create data_volume
   

3. 查看所有卷 (volume)

   docker volume list
   

4. 查看卷（volume）的详细信息

   docker volume inspect data_volume
   

   可以看到他的创建日期、驱动、挂载点等信息

5. 删除卷 (volume)

   docker volume rm -f data_volume
   

6. 使用dockerfile构建卷 (volume)

   FROM centos
   MAINTAINER chililopp
   LABEL version="1.0"
   WORKDIR /etc
   RUN rm -f yum.repos.d/*
   RUN curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-vault-8.5.2111.repo
   RUN yum -y install wget
   RUN yum -y install zip
   WORKDIR /usr
   ADD jdk-8u212-linux-x64.tar.gz local
   COPY etl_tomcat.zip local
   RUN cp ~/.bash_profile ~/.bash_profile.bak
   RUN source ~/.bash_profile
   WORKDIR local
   RUN unzip etl_tomcat.zip
   WORKDIR /usr/local/etl_tomcat/bin
   EXPOSE 8090
   VOLUME ["/data1","data2"]
   

   这是我之前构建的Tomcat的镜像，我再其中加上VOLUME ["/data"]，创建好容器以后，发现会自动创建卷，而且容器中自动创建了目录

7. 挂载卷 (volume)容器
   命名的容器挂载卷，其他容器通过挂载这个容器实现数据共享

   docker run --name centos --volumes-from=tomcat  -itd centos /bin/bash
   

   进入容器中看看，同样是创建了data1和data2两个目录
   Tomcat的data1中创建目录，CentOS中的data1同样可以看到

8. 备份卷 (volume)

   docker run --volumes-from tomcat -v /root/backup:/backup --name tomcat-copy centos tar zcvf /backup/data-volume.tar.gz /data1
   

   查看一下back下的目录，发现是有data-volume.tar.gz文件

9. 还原卷 (volume)

   docker run --volumes-from tomcat -v /root/backup:/backup --name tomcat-tar centos tar zxvf /backup/data-volume.tar.gz -C /data1
   

   原来是将/data1下文件均删除：
   还原以后存在

3.2 绑定挂载（bind mount）

需要手动在宿主机上创建挂载的目录（或者利用现有的），数据直接存在了宿主机硬盘上，删除容器或者卸载Docker，数据并不会消失。

以下学习一下bind mount的用法：

1. 为容器添加挂载（bind mount）
   其用法和使用volume添加卷类似

   docker run --name tomcat_bind  --mount type=bind,src=/docker/data_volume,dst=/data  -it centos  /bin/bash
   

   src为宿主机路径，dst为容器路径

3.3 临时挂载（tmpfs mount）

tmpfs mount只在Linux中支持。相对于volume和bind mount，tmpfs mount是临时的，只在主机内存中持久化。当容器停止，tmpfs mount会被移除。对于临时存放敏感文件很有用；且多个容器之间无法共享tmpfs mount。

1. 为容器添加挂载（tmpfs mount）

   docker run --name tomcat_tmpfs  --tmpfs /data1  -it centos  /bin/bash