前端南玖

Docker数据持久化与数据共享

2023/8/17 docker

上篇文章的最后我们使用Docker部署了一个纯前端项目，但还有一个很重要的问题就是容器中产生的数据（比如log文件），容器一旦被删除，容器内的所有数据也就没有了，为了避免这个问题我们可以将数据存储到容器之外（比如宿主机），这样即使删除容器也不会丢失数据。一旦容器故障，我们可以重新创建一个容器，将数据挂载到容器里，就可以快速恢复。

# 数据存储方式

Docker提供了以下几种存储方式：

  • volume卷：这种方式是在宿主机文件系统分配一块专有存储区域，由 Docker管理，并且与主机的核心功能隔离。非 Docker 进程不能修改文件系统的这一部分。卷是在 Docker 中持久保存数据的最佳方式，它适合存储数据库数据，可挂到多个容器上

  • bind mount 绑定挂载：这种方式是直接把宿主机目录映射到容器内，适合挂代码目录和配置文件，可挂到多个容器上

  • tmpfs mount临时挂载：这种方式仅存储在主机系统的内存中，并且永远不会写入主机系统的文件系统，适合存储临时文件，不可多容器共享

1-mounts.png

这张图很清晰的解释了volume、bind mount、temps mount与容器和宿主机之间的关系，这三者最终都是存储在宿主机上的。

重点了解volume数据卷：（其实绑定挂载也可以当成volume来理解）

  • 数据卷其实是宿主机上的一个目录
  • 当容器目录与数据卷目录绑定之后，双方的修改都会立即同步
  • 一个数据卷可以被多个容器挂载
  • 一个容器也可以挂载多个数据卷

数据卷可以用来做容器数据持久化、外部机器与容器间接通信、容器之间间接通信

# 数据卷操作

数据卷（Volume）也是常见的 Docker 对象类型的一种，因此它也支持创建、查看、删除等操作

# 创建数据卷

使用docker volume create [name]指令来创建一个数据卷

docker volume create nanjiu-data

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# 查看所有的数据卷

docker volume ls

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# 查看卷信息

使用docker volume inspect [name]指令来查看对应卷信息

docker volume inspect nanjiu-data

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从上图我们可以看到Mountpoint数据卷挂载的地址，需要注意的是对于非 Linux 系统而言（Windows 、Mac ），该目录不存在于你的文件系统中，而是存在于 Docker 虚拟机中。

# 删除数据卷

使用docker volume rm [name]指令来删除对应的数据卷

docker volume rm nanjiu-data

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这里需要注意的是：

  • 数据卷是用来做持久化数据的，它的生命周期独立于容器，所以Docker不会在容器被删除后自动删除数据卷，并且也不存在垃圾回收这样的机制来处理没有任何容器引用的 数据卷
  • 如果需要在删除容器的同时移除数据卷，可以在删除容器的时候使用 docker rm -v 指令

如果想要清除所有无容器引用的数据卷，可以使用以下指令：

docker volume prune

# 与容器一起使用

数据卷本身是用来为容器做数据持久化的，所以单独创建一个数据卷的意义并不大

# 创建容器与数据卷

# 命名数据卷

可以使用docker run指定-v或-mount来创建数据卷，两者产生的结果相同，最大的区别在于-v语法将所有选项组合在一个字段中，而--mount 语法则将它们分开。

docker run -itd -v nanjiu-vol:/nanjiu-data --name nanjiu nginx:latest

这里通过-v指定了数据卷的名称为nanjiu-vol，并且对应绑定容器中的路径为/nanjiu-data

对于容器中不存在的文件夹，Docker会帮我们自动新建，所以我们可以进入到容器中查看是否有该文件夹

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这里我们可以看到容器中对应的数据卷目录

# 匿名数据卷

这里还有一种类型叫做匿名数据卷，他的创建方式只需要省略数据卷名称就可以，然后Docker会为它生成一长串的hash值作为数据卷的名称

docker run -itd -v /nanjiu-noname --name nanjiu-noname nginx:latest

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# 验证数据持久化

我们先在这个数据卷目录新建一个文件，再把当前容器删除

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然后我们再重新创建一个容器并绑定上面那个数据卷，如果数据卷中的内容还存在，那就能够证明数据是持久化存储的，不会随着容器的删除而删除

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从这里我们就能够验证数据卷可以用来做持久化存储了

# 绑定挂载

上面我们提到过它可以当成数据卷来理解，因为它在使用过程中几乎与数据卷类似，不同的地方是它其实是与宿主机的文件系统进行绑定

docker run -itd -v ~/Desktop/nanjiu-mount-data:/nanjiu-mount-data --name nanjiu nginx:latest

这里-v的格式为<host path>:<container path>，对应绑定的是宿主机目录与容器目录

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然后可以到桌面看对应的文件是否存在

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绑定挂载可以让宿主机与容器共享数据，并且同样不会随容器的删除而删除，也可以用来实现数据持久化，上面有提到他适合用来挂载代码目录和配置文件

# 数据共享

# 容器与宿主机共享数据

# 绑定挂载

这个很好理解，上面那种bind mount绑定挂载方式就是最明确的，它是直接将宿主机上的目录挂载到容器。

# docker cp

volume数据卷的方式想要实现容器与宿主机共享数据稍微有点麻烦，因为这种方式是在宿主机文件系统分配一块专有存储区域，由 Docker管理，并且与主机的核心功能隔离。非 Docker 进程不能修改文件系统的这一部分

但好在docker提供的docker cp命令可以用来拷贝文件，该docker cp命令可以将内容从SRC_PATH复制到DEST_PATH. 您可以从容器的文件系统复制到本地计算机，或者相反，从本地文件系统复制到容器。

docker cp 88eecfd2dd14:/nanjiu-data ~/Desktop/cpDir

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然后查看本地桌面是否有了拷贝过来的内容

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通过这种方式也能实现宿主机与容器之间的数据共享，但它的缺点在于每次都需要手动操作，数据共享比较麻烦。

# 容器与容器之间共享数据

# 绑定挂载

这里第一种方式仍然是可以使用bind mount绑定挂载，因为同一个文件可以挂载到多个容器，这样就可以借助宿主机中转来实现容器之间的数据共享了，这种方式比较简单易懂。

# 数据卷容器

数据卷容器是一个专门为其它容器提供卷的容器，它提供的卷可以是bind mount，也可以是docker volume

数据卷容器在为其它容器提供卷功能时可以不需要处于运行状态

这里创建了两种类型的volume，同时挂载在nanjiu-vc这个数据卷容器上，这个容器可以不启动

docker create --name nanjiu-vc \                            
> -v ~/Desktop/nanjiu-vc:/nanjiu-vc \
> -v nanjiu-vc:/nanjiu-vc2 \
> nginx:latest

13.png

其他容器可以通过--volumes-from使用nannie-vc这个数据卷容器

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这里建了两个容器都使用nanjiu-vc这个数据卷容器

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这样两个容器就通过数据卷容器实现了数据共享。

这种方式的优点在于：

  • 与bind mount相比，不必为每一个容器指定宿主机path，所有path都在volume container中定义好了，容器只需与volume container关联，实现了容器与host的解耦。

  • 使用volume container的容器，其mount point是一致的，有利于配置的规范和标准化，但也带来一定的局限，使用时需要综合考虑。

# 改造之前的log存储方式

之前的那种部署方式存在一个问题，如果容器出现故障被销毁，那么容器内产生的log文件也就没有了，现在我们可以把它改造成将nginx产生的log文件使用数据卷存储，当容器出现故障，我们只需要重新创建一个容器并挂载数据就可以快速恢复log文件排查问题

# 修改Dockerfile

# 指定node镜像
FROM node:16-alpine as builder
# 指定工作目录
WORKDIR /code
# 代码复制到工作目录
ADD . /code
# 安装依赖
RUN npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org
# 打包
RUN npm run build
# 指定nginx镜像
FROM nginx:alpine
# 创建nginx日志目录数据卷
VOLUME ["/var/log/nginx"]
# 复制打包后的代码到nginx容器中
COPY --from=builder /code/dist /usr/share/nginx/html
COPY /nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
# 暴露端口
EXPOSE 8080

# 重新打包镜像

docker build -t nanjiu:1.0.1 .

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# 创建容器

基于上面nanjiu:1.0.1镜像创建一个容器nanjiu-web3

docker run -d -p 9099:8080 --name nanjiu-web3 nanjiu:1.0.1

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# 访问页面

这里主要是为了产生nginx日志文件

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# 将容器删除

docker stop 4355deda547f # 停止容器
docker rm 4355deda547f # 删除容器

容器虽然被删除了，但数据卷并不会跟随容器的删除而删除

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# 新建容器绑定数据卷查看数据

docker run -d \
-v 3690f4f3b2d15466a9dfa7f692cba06add99daba3f76b8e7ffdc99b1c5937a8a:/nginx-data \
--name nanjiu-web4 nginx:latest

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这样一来即使容器出现故障被删除，也不影响查看log文件排查问题。