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Docker存储卷(Volume)核心概念、类型与操作指南

文章目录

  • 一、存储卷概念
  • 二、存储卷分类
    • 2.1 管理卷
    • 2.2 绑定数据卷
    • 2.3 临时数据卷
  • 三、MySQL灾难恢复
  • 四、存储卷的局限性

一、存储卷概念

什么是存储卷?   Docker 存储卷 是 Docker 容器中用于持久化存储数据的独立文件系统区域。它独立于容器的联合文件系统,其生命周期可以完全独立于创建它的容器。简单来说,可以把它理解成容器中的一个共享文件夹或外部硬盘,这个文件夹直接映射到主机(或其它远程存储)上的一个真实目录。

为什么要使用存储卷?

  • 容器销毁或误操作等会导致数据丢失,而存储卷就可以起到一个数据备份的作用。
  • 宿主机和容器,容器和容器,它们之间文件系统是相互隔离的,要完成数据交互很麻烦,而存储卷起到一个交通枢纽的功能,或者说相当于一个“共享目录”。
  • 二、存储卷分类

    Docker 提供了三种方式将数据从宿主机挂载到容器中:   管理卷(volume docker )。默认映射到宿主机的/var/lib/docker/volumes目录下,只需要在容器内指定容器的挂载点是什么,而被绑定宿主机下的那个目录,是由容器引擎 daemon自行创建一个空的目录,或者使用一个已经存在的目录,与存储卷建立存储关系,这种方式极大解脱用户在使用卷时的耦合关系,缺陷是用户无法指定那些使用目录,临时存储比较适合;   绑定数据卷(bind mount)。映射到宿主机指定路径下,在宿主机上的路径要人工的指定一个特定的路径,在容器中也需要指定一个特定的路径,两个已知的路径建立关联关系。   临时数据卷(tmpfs mount).映射到于宿主机内存中,一旦容器停止运行,tmpfs mounts 会被移除,数据就会丢失,用于高性能的临时数据存储。

    2.1 管理卷

    创建卷 方法一:Volume命令操作

    命令清单:

    • docker volume create:创建存储卷
    • docker volume inspect:显示存储卷详细信息
    • docker volume ls: 列出存储卷
    • docker volume prune:清理所有无用数据卷
    • docker volume rm:删除卷,使用中的无法删除

    示例:在这里插入图片描述

    • 注:docker volume create不加卷名称,生成匿名存储卷
    • 注:docker volume inspect支持查看多个存储卷
    • 注:docker volume rm和docker volume prune加-f选项表示强制删除

    方法二:-v 或者–mount 指定 在docker run创建并启动容器时添加-v 或–mount 都可以完成管理卷的创建和挂载 -v 选项 功能:完成目录映射 语法:

    docker run -v name:directory[:options]

    参数:

    • 第一个参数:卷名称
    • 第二个参数:卷映射到容器的目录
    • 第三个参数:选项,如 ro 表示 readonly

    示例: 在这里插入图片描述 效果: 在这里插入图片描述

    –mount选项

    功能:完成目录映射 语法:

    –mount '<key>=<value>,<key>=<value>'

    关键参数:

    • type:类型表示 bind, volume, or tmpfs
    • source,src:对于命名卷,这是卷的名称。对于匿名卷,省略此字段
    • destination,dst,target:文件或目录挂载在容器中的路径
    • ro,readonly:只读方式挂载

    示例:

    docker run -d –name myweb2 –mount 'src=myweb2,dst=/usr/share/nginx/html' nginx:1.24.0

    在这里插入图片描述 效果和-v选项相同

    • 注意1:添加ro选项限制的是容器里的写权限。
    • 注意2:容器删除卷的数据不会删除,除非用 docker volume rm 删除。因为卷本身就是来保护数据的。
    • 注意3:卷共享。不同容器可以使用同一个卷,解决了容器与容器之间数据交互繁琐的问题。

    2.2 绑定数据卷

    绑定卷 bind mount:-v 和 –mount 都可以完成绑定卷的创建 -v 选项 功能:完成卷映射 语法:

    docker run -v name:directory[:options] ………

    在这里插入图片描述

    • 注意1:-v选项下,如果宿主机没有对应的目录,会自动创建,而–mount则会挂载失败。
    • 注意2:与管理卷不同,容器目录原有数据会被清空,同步成宿主机目录下的数据。
    • 注意3:ro限制的是宿主机的写操作。

    –mount选项 功能:完成目录映射 语法:

    –mount '<key>=<value>,<key>=<value>'

    关键参数:

    • type: 类型表示 bind, volume, or tmpfs
    • source, src: 宿主机目录,这个和管理卷是不一样的
    • destination, dst,target: 文件或目录挂载在容器中的路径
    • ro,readonly: 只读方式挂载

    示例:

    docker run -d –name=myweb3 –mount
    type=bind,src=/home/qsy/gitDocker/data/test2
    ,dst=/usr/share/nginx/html nginx:1.24.0

    注意:在命令行中不能像这个把指令分行写(必须写在一行),这里只是方便展示。 效果同-v选项。

    特性管理卷绑定卷
    创建者 Docker 用户自己
    存储位置 Docker管理的区域 用户指定的任何目录
    控制权 Docker 用户
    移植性
    典型用途 数据库数据、应用程序产生的需要持久化的数据 配置文件、源代码、日志文件(在主机和容器间共享)
    备份与迁移 使用 docker volume 命令操作,相对简单 需要操作主机文件系统,复杂度高

    2.3 临时数据卷

    临时卷 tmpfs:临时卷数据位于内存中,在容器和宿主机之外(仅在容器运行期间存在)。

    局限性

    • 不同于管理卷和绑定卷,不能在容器之间共享 tmpfs 挂载
    • 这个功能只有在 Linux 上运行 Docker 时才可用

    创建卷 方法一: –tmpfs选项 功能:完成临时卷映射 语法:

    –tmpfs /app

    • 注意1:数据在宿主机内存里,/app是容器目录。如果该目录不存在则会创建。
    • 注意2:该容器的目录会被清空。
    • 注意3:当容器重启后,tmpfs目录会被销毁,或恢复成原来的样子。

    示例:

    docker run -d –name=myweb4 –tmpfs /test1 nginx:1.24.0

    在这里插入图片描述

    方法二: –mount选项 功能:完成目录映射 语法:

    –mount '<key>=<value>,<key>=<value>'

    关键参数:

    • type:类型表示 bind, volume, or tmpfs
    • destination,dst,target:挂载在容器中的路径
    • tmpfs-size:tmpfs 挂载的大小(以字节为单位)。默认无限制。
    • tmpfs-mode:tmpfs 的八进制文件模式。例如,700 或 0770。默认为 1777 或全局可写。

    示例:

    docker run -d –name=myweb5 –mount type=tmpfs,dst=/usr/share/nginx/html nginx:1.24.1

    三、MySQL灾难恢复

    接下来我们演示把数据库容器数据丢失,然后通过存储卷恢复的过程,分为以下几步:

  • 挂载存储卷
  • 模拟数据生产
  • 删除数据库容器
  • 恢复数据
  • 登录mysql并查看数据是否恢复
  • 创建mysql容器并挂载:

    docker run -d –name 容器的名字 -v 宿主机目录:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=数据库密码 mysql:版本号

    在这里插入图片描述 模拟数据库存储: 在这里插入图片描述 删除mysql容器 在这里插入图片描述

    恢复数据(数据都在宿主机目录下,再用同样的方式挂载就行) 在这里插入图片描述 登录数据库查看数据是否恢复: 在这里插入图片描述

    四、存储卷的局限性

  • 数据生命周期与容器分离:这既是一个优点,也是一个缺点。卷的生命周期独立于容器,即使删除了所有使用该卷的容器,卷及其数据仍然存在。它有效的保护了容器的数据,但很容易导致“孤儿卷”或“僵尸卷”堆积,占用大量磁盘空间,如果不手动清理,会造成资源浪费。
  • 可移植性挑战:卷本身在创建时是“空白”的,其内容通常由容器在运行时填充。你不能像镜像一样,轻松地将一个包含数据的卷从一个环境(如开发机)直接“复制”或“迁移”到另一个环境(如生产服务器)。
  • 备份和迁移流程复杂:备份一个正在被容器使用的活跃卷存在数据一致性的风险(例如,数据库文件可能在备份过程中被修改)。标准的 Docker 命令没有提供一键式的卷备份功能。
  • 空间分配不灵活:Docker 卷默认使用宿主机的存储空间,你无法像在虚拟机中那样,轻松地为单个卷设置大小限制。一个失控的容器进程(例如,日志疯狂输出)可能会写满整个卷,进而占满宿主机的磁盘空间,导致宿主机和其他容器都出现问题。
  • 安全性与访问控制:卷中的数据默认由容器的用户(通常是 root)拥有和写入。如果容器以特权模式运行或被攻破,攻击者可以通过卷对宿主机文件系统造成破坏(尽管比绑定挂载更安全)。
  • 非常感谢您能耐心读完这篇文章。倘若您从中有所收获,还望多多支持呀!在这里插入图片描述

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