Manage data in Docker

将数据放在容器的 writable layer 中有以下缺点：

  • 数据无法 持久化。当然一个容器关闭后，另一个容器不能再使用这些数据。
  • writable layer 与宿主机 紧耦合。不能方便的迁移到其他地方。
  • 在 writable layer 中写数据需要 storage driver 管理文件系统。 storage driver 使用 Linux kernel 提供了一个 union filesystem。 与使用 data volumes 直接写入主机文件系统相比，这种方式会额外降低性能。

Docker 提供了 3 中不同的方式挂载挂载数据到容器中：

  • volumes
  • bind mounts
  • tmpfs

当不能明确选择使用哪种方式的时候，就是用 volumes。

Choose the right type of mount

无论选择哪种挂载方式，数据在容器中看起来都一样；要么是个文件夹，要么是一个独立的文件。

下图很好的说明了， volumes, bind mounts 和 tmpfs 三种方式在宿主机上存放数据的位置。

types-of-mounts.png

  • volumes: 将数据存放在由 docker 管理 的 文件系统 的一部分中 (linux 下为 /var/lib/docker/volumes/)。 Non-Docker 进程无法修改改文件系统。 volumes 是最佳的 持久化 数据的方案。
  • bind mounts: 数据存在于 宿主机 的 任何地方。这些数据对于宿主机也可能是很重要的文件或目录。 Non-docker 进程在任何时间都可以修改这些文件。
  • tmpfs: 将数据存放在 宿主机 的 内存 中。并且 永远 不会落盘写入文件系统。

More details about mount types

Volumes

  • 由 Docker 创建并管理。
    • 使用 docker volume create <volume_name> 创建
    • 或在创建 容器 或 服务 时附带创建。
$ docker volume create -d local test-vol
test-vol

$ ll /var/lib/docker/volumes/
drwxr-xr-x  3 root root  4096 Oct  3 14:44 test-vol/

$ docker volume create
8d360a1944d08e1ddb3e96981642504ca33b4d4d9c630733fd7c5c6eef7b3503
$ docker volume create
f2cf1aabeadc2568a2ca186722840b249bf89db2aac78c0812c2baf31d985a78

  • 当创建创建一个 volume 的时候， Docker 在宿主机上相应位置创建一个 目录。

    • 当 mount volume 到容器中时，实际就是 mount 该目录到容器中。
    • 与 bind mounts 类似，但 volume 有 Docker 管理，并与宿主机的核心功能 隔离。

  • 一个 volume 可以同时 mount 到多个容器。

    • 当没有容器挂载， volume 依旧可以通过 Docker 管理，并不会自动删除。
    • 可以使用 docker volume prune 命令删除没用的 volume。
$ docker volume prune
WARNING! This will remove all volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Deleted Volumes:
8d360a1944d08e1ddb3e96981642504ca33b4d4d9c630733fd7c5c6eef7b3503
f2cf1aabeadc2568a2ca186722840b249bf89db2aac78c0812c2baf31d985a78
test-vol

  • 当挂载 volume 时，volume 可以被 命名 或 匿名。

    • 匿名卷 (anonymous volumes) 是指那些第一次挂载时，没有为其指定名称的卷，因此 Docker 为这些卷分配了一个随机名称，以此保证卷名的唯一性。
    • 命名卷 (name volumes) 和 匿名卷 除了名称上的差别，实际行为都一样。

  • Volumes 同样支持 volumes drivers，因此允许将数据放在远程主机或云服务器上。

Bind mounts

  • 与 volumes 相比， bind mounts 有一些功能限制。
  • 挂载的时候，需要指定 宿主机 上的 源路径 必须是 绝对路径。
  • 挂载之前，容器 中的 目标路径 可以不存在。如不存在，挂载时会自动创建。
  • bind mounts 效率可以很高，但是依赖宿主机具有特殊结构的文件系统。
  • 发布 Docker 应用时，优先考虑 volumes。
  • bind mounts 不能通过 Docker CLI 直接进行管理。

警告: 使用 bind mounts 挂载的目录或文件可以在宿主机上直接进行修改，删除等操作。

tmpfs mounts

通过 tmpfs 挂载的数据，无论是在宿主机或者容器中都不会被持久化。可以用在容器的生命周期内，保存一些非持久状态或敏感信息。For instance, internally, swarm services use tmpfs mounts to mount secrets into a service’s containers.

difference between three mount type

  • bind mount 和 volume mount 都是使用 -v / --volume 进行挂载， 但参数有点不同。
  • tmpfs 使用 --tmpfs。
  • 在 docker 17.06 之后， 建议以上三种类型都是用使用 --mount 进行挂载。

Good use cases for volumes

建议使用 volume 的场景包括：

  • 当需要多个不同容器之间共享数据。
    • 如果不特别指定，容器启动时会自动创建一个 volume
    • 该容器删除后， volume 依旧存在。
    • 一个或多个其他容器可以挂载这个 volume, rw/ro 权限。
    • volume 在明确指出删除的情况下，才会被删除。
  • 当宿主机不能提供 bind mount 挂载的 目录或文件结构 时。
    • volume 可帮助您将Docker主机的配置与容器运行时分离。
  • 当需要在 远程主机 或 云存储服务 上保存数据时。
  • 当需要将数据在宿主机之间 备份 、 恢复 和 迁移 时。
    • 首先，停止容器
    • 再次，备份 volume 目录（ex: /var/lib/docker/volumes/<volume_name> ）

Good use case for bind mounts

建议使用 bind mount 的场景包括：

  • 在宿主机和容器之间共享 配置文件 。
    • 例如， Docker 本身的 DNS 解析。 /etc/resolv.conf 在宿主机和所有容器之间共享
  • 在开发环境下宿主机的和容器之间共享 代码 和 编译组件 。
    • 使用 bind mount 快速挂载，而不是将代码 COPY build 到镜像中。
  • 当宿主机的文件或目录结构保证与容器 bind mount 一致时。

Good use cases for tmpfs mount

建议使用 tmpfs mount 的场景包括：

  • 处于安全或性能考虑，不想数据被保存在宿主机硬盘或容器中。

Tips for using bind mounts or volumes

如果同时使用 bind mount 和 volumes ，需要注意一下几点：

  • 在使用 volume 时，如果镜像中的挂载点目录原本就有文件，那么这些文件会复制到 volume 中。
    • This is a good way to pre-populate data that the Docker host needs (in the case of bind mounts) or that another container needs (in the case of volumes).
    • bind mount 不会， docker-ce 17.09 中测试
# 创建新 volume
$ docker volume create testvol
testvol

# 查看 volume 中的内容
$ tree /var/lib/docker/volumes/testvol/
/var/lib/docker/volumes/testvol/
└── _data

1 directory, 0 files

# 将 volume 挂载到 container 中， 挂载点中原来就有内容
$ docker run --rm -v testvol:/etc/nginx/ nginx ls /etc/nginx
conf.d
fastcgi_params
koi-utf
koi-win
mime.types
modules
nginx.conf
scgi_params
uwsgi_params
win-utf

# 再次查看挂载点，容器中的内容被复制到了 volume 中
$ tree /var/lib/docker/volumes/testvol/
/var/lib/docker/volumes/testvol/
└── _data
    ├── conf.d
    │   └── default.conf
    ├── fastcgi_params
    ├── koi-utf
    ├── koi-win
    ├── mime.types
    ├── modules -> /usr/lib/nginx/modules
    ├── nginx.conf
    ├── scgi_params
    ├── uwsgi_params
    └── win-utf

2 directories, 10 files

# 创建一个 bind mount 挂载源目录
$ mkdir -p testdir
$ ls testdir/

# 查看镜像中挂载点内容
$ docker run --rm nginx ls /etc/nginx
conf.d
fastcgi_params
koi-utf
koi-win
mime.types
modules
nginx.conf
scgi_params
uwsgi_params
win-utf

# 挂载时，查看挂载点无内容
$ docker run --rm -v /root/testdir/:/etc/nginx/ nginx ls /etc/nginx

# 挂载后，查看宿主机挂载路径无内容
$ ls testdir/
  • 在使用 bind mount 或 volume 挂载时，如果 源目录 或 volume 中有数据，那么，容器中挂载点原本的数据将会被隐藏，类似 linux 下的 mount。

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