環境說明：

主機名	操作系統版本	IP地址	docker版本
ubuntu1604	Ubuntu 16.04.5	172.27.9.31	18.09.2

ubuntu安裝詳見：Ubuntu16.04.5以lvm方式安裝全記錄
docker安裝詳見：Ubuntu16.04安裝Docker
在Linux上運行的Docker有三種不同的方式將數據從 Docker Host掛載到 Docker 容器，並實現數據的讀取和存儲：volumes、bind mounts、tmpfs。
三者的區別在於數據存儲在docker主機的位置不同。

Volumes（又稱docker managed volume）儲在主機文件系統的中，由docker管理（在Linux上默認位置爲/var/lib/docker/volumes/），只有Docker進程能修改該位置，Volumes是在Docker中保存數據的最佳方式。

Bind mounts可以存儲在主機系統的任何位置，可能是重要的系統文件或目錄，Docker主機或Docker容器上的非Docker進程可以隨時修改它們。

tmpfs掛載僅存儲在主機系統的內存中，不寫入主機系統的文件系統。

一、Volumes

簡介

volumes（也被稱爲Docker-managed volumes）是保存Docker容器生成和使用的數據的首選機制。相較於bind mounts依賴於主機的目錄結構，volumes完全由Docker管理。與bind mounts相比，volumes有幾個優勢：

與bind mounts相比，volumes更容易備份或遷移。

可以使用docker cli命令或docker api管理volumes。

volumes可以在Linux和Windows容器上工作。

可以更安全地在多個容器之間共享volumes。

Volume drivers可以實現在遠程主機或雲主機存儲數據以供加密卷的內容，或添加其他功能。

新的volumes可以通過容器預先填充其內容。

此外，volumes通常比在容器的可寫層中保存數據更好，因爲volumes不會增加使用它的容器的大小，並且volumes的內容存在於給定容器的生命週期之外（即使容器被銷燬volumes也會保存在docker host的文件系統中）
volumes在docker host的位置：

Volumes測試

1.新建Volume

root@ubuntu1604:~# docker volume create my-vol
my-vol

2.列出Volumes

root@ubuntu1604:~# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               my-vol

3.查看volume詳情

root@ubuntu1604:~# docker volume inspect my-vol
[
    {
        "CreatedAt": "2019-03-25T15:02:16+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

volume 在host上的默認目錄爲：/var/lib/docker/volumes/$(VOLUME NAME)/_data
新建的volume內容爲空

root@ubuntu1604:~# ll /var/lib/docker/volumes/my-vol/_data
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Mar 25 15:02 ./
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Mar 25 15:02 ../

4.使用volume

4.1新建container

新建container myweb01並使用volume my-vol

root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 80:80 -v my-vol:/usr/local/apache2/htdocs --name myweb01 httpd

容器myweb01的80端口被映射爲主機的80端口，my-vol被掛載到apache server存放靜態文件的目錄/usr/local/apache2/htdocs

4.2訪問myweb01

root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:80
<html><body><h1>It works!</h1></body></html>

4.3再次查看volume內容

root@ubuntu1604:~# ll /var/lib/docker/volumes/my-vol/_data                                        
total 12
drwxr-sr-x 2 root www-data 4096 Mar 25 15:30 ./
drwxr-xr-x 3 root root     4096 Mar 25 15:02 ../
-rw-r--r-- 1 root src        45 Jun 12  2007 index.html
root@ubuntu1604:~# more /var/lib/docker/volumes/my-vol/_data/index.html 
<html><body><h1>It works!</h1></body></html>

發現容器myweb01的內容index.html被複制到volume中，這也印證了前面所講的volumes的特點之一：“新的volumes可以通過容器預先填充其內容”

4.4更新數據並訪問

root@ubuntu1604:~# echo "update volumes:loong576" >/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data/index.html 
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:80                                                             
update volumes:loong576

更新volume中的index.html，發現容器myweb01的訪問內容也一併更新。

4.5銷燬volume

root@ubuntu1604:~# docker rm -f -v myweb01
myweb01
root@ubuntu1604:~# more /var/lib/docker/volumes/my-vol/_data/index.html
update volumes:loong576
root@ubuntu1604:~# docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
root@ubuntu1604:~# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               my-vol
root@ubuntu1604:~# docker volume prune
WARNING! This will remove all local volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Deleted Volumes:
my-vol

Total reclaimed space: 24B
root@ubuntu1604:~# docker volume ls   
DRIVER              VOLUME NAME
root@ubuntu1604:~# more /var/lib/docker/volumes/my-vol/_data/index.html
more: stat of /var/lib/docker/volumes/my-vol/_data/index.html failed: No such file or directory

當銷燬容器時，volume沒有被同時消除，留下孤兒volume，通過docker volume prune即可刪除

二、Bind mounts

簡介

Docker早期就有了Bind mounts。與volumes相比，Bind mounts的功能有限。使用Bind mounts時，主機上的文件或目錄將裝載到容器中。文件或目錄由其在主機上的完整路徑或相對路徑引用。相反，使用卷時，會在主機上Docker的存儲目錄中創建一個新目錄，Docker管理該目錄的內容。

對於Bind mounts，文件或目錄不需要已經存在於Docker主機上。如果它還不存在，則按需創建。Bind mounts的性能非常好，但它們依賴於主機的文件系統，該文件系統具有特定的可用目錄結構。如果您正在開發新的Docker應用程序，請考慮改用volumes。另外不能使用docker cli命令直接管理綁定裝載。
Bind mounts在docker host的位置：

Bind mounts測試

本文使用NFS作爲Bind mounts的掛載點
NFS搭建配置詳見：Centos7下NFS服務器搭建及客戶端連接配置

1.掛載nfs並新建index.html

root@ubuntu1604:~# mount -t nfs 172.27.9.181:/nfs /mywebtest 
root@ubuntu1604:~# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
udev                     467M     0  467M   0% /dev
tmpfs                     98M  5.9M   92M   7% /run
/dev/mapper/rootvg-root  4.6G  539M  3.8G  13% /
/dev/mapper/rootvg-usr   4.6G  921M  3.5G  21% /usr
tmpfs                    488M     0  488M   0% /dev/shm
tmpfs                    5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs                    488M     0  488M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                453M   59M  367M  14% /boot
/dev/mapper/rootvg-tmp   4.6G  9.6M  4.4G   1% /tmp
/dev/mapper/rootvg-opt   4.6G  9.6M  4.4G   1% /opt
/dev/mapper/rootvg-var   4.6G  470M  3.9G  11% /var
/dev/mapper/rootvg-home  4.6G  9.6M  4.4G   1% /home
cgmfs                    100K     0  100K   0% /run/cgmanager/fs
tmpfs                     98M     0   98M   0% /run/user/0
172.27.9.181:/nfs        6.0G   97M  5.9G   2% /mywebtest
root@ubuntu1604:~# cd /mywebtest/ && touch index.html && echo "bind mount webtest:loong576" > index.html
root@ubuntu1604:/mywebtest# more index.html 
bind mount webtest:loong576

/mywebtest被掛載到遠程的nfs服務器172.27.9.181的/nfs目錄，並在/mywebtest目錄新建index.html文件

2.新建container myweb02

root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 81:80 -v /mywebtest/:/usr/local/apache2/htdocs --name myweb02 httpd
749a107648450a627a03fadc29680a0cdaff1e68ba10421ddebb52e2f7f7baf4

新建容器myweb02，將 /mywebtest掛載到容器/usr/local/apache2/htdocs，容器的80端口映射爲主機的81端口。

3.訪問myweb02

root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:81
bind mount webtest:loong576

發現訪問內容爲剛剛新建的index.html，bind mounts的內容覆蓋了了容器的index.html。

4.更新index.html

root@ubuntu1604:~# echo "update bind mount webtest:loong576 02" >/mywebtest/index.html 
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:81                                                 
update bind mount webtest:loong576 02

更新index.html，訪問myweb02，發現一併更新

5.銷燬容器

root@ubuntu1604:~# docker rm -f myweb02
myweb02
root@ubuntu1604:~# docker ps -a        
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
root@ubuntu1604:~# more /mywebtest/index.html 
update bind mount webtest:loong576 02

容器myweb02被銷燬，但是Bind mounts繼續存在。
volumes與bind mounts異同：

不同點	volumes	bind mounts
Source位置	/var/lib/docker/volumes/...	可以任意指定
對已有掛載點影響	容器內數據複製到volume	覆蓋掉容器的內容
是否支持單個文件	不支持，只能是目錄	支持
權限控制	讀寫或者只讀	讀寫或者只讀
移植性	強，無需指定host目錄	弱，與host path綁定

三、tmpfs mounts

簡介

volumes和bind mounts允許您在主機和容器之間共享文件，這樣即使容器停止，您也可以保留數據。
如果您在Linux上運行docker，則有第三個選項：tmpfs mounts。當使用tmpfs裝載創建容器時，容器可以在容器的可寫層之外創建文件。
與volumes和bind mounts不同，tmpfs掛載是臨時的，並且只持久存在於主機內存中。當容器停止時，tmpfs掛載將被刪除，在那裏寫入的文件將不會被持久化。
tmpfs mounts在docker host的位置：

tmpfs mounts測試

1.新建container myweb03

root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 82:80 --tmpfs /web03 --name myweb03 httpd

新建容器myweb03，容器對目錄/web03所有的讀寫操作都在內存中。

2.新建test.txt

root@ubuntu1604:~# docker exec -it myweb03 bash                              
root@f91161779960:/usr/local/apache2# cd /web03/ && echo tmpfs-test > test.txt
root@f91161779960:/web03# more test.txt 
tmpfs-test

在/web03中新建測試文件test.txt，重啓容器後觀察該文件是否存在。

3.重啓myweb03

root@ubuntu1604:~# docker stop myweb03
myweb03
root@ubuntu1604:~# docker start myweb03
myweb03
root@ubuntu1604:~# docker exec -it myweb03 bash
root@f91161779960:/usr/local/apache2# cd /web03/
root@f91161779960:/web03# ls -l
total 0

重啓容器，發現測試文件test.txt消失。

四、容器間的數據共享

bind mounts方式

該方式爲依賴於主機的共享,多個容器通過 Volume 綁定到主機上的相同位置

1.新建index.html

root@ubuntu1604:~# echo "container datas share : bind mounts" > /mywebtest/index.html

2.新建container web01 web02 web03

root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7701:80 -v /mywebtest/:/usr/local/apache2/htdocs --name web01 httpd       
cfa46a13458aa650c2d3243460f38ef0a53d4f8d4643633b34edb1c257fa56f6
root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7702:80 -v /mywebtest/:/usr/local/apache2/htdocs --name web02 httpd 
4655998a69590653af9e41eaa92e48a3798666e79a70f55f9ca33d5c1e60ea05
root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7703:80 -v /mywebtest/:/usr/local/apache2/htdocs --name web03 httpd 
69e917fbbb20f8a5b886b14ffa05ee93d28461e551eaf4caf9abc0610f60943b

新建容器web01/web02/web03，將主機的/mywebtst分別掛載到容器的usr/local/apache2/htdocs目錄。

3.訪問web

root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7701
container datas share : bind mounts
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7702
container datas share : bind mounts
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7703
container datas share : bind mounts

在/web03中新建測試文件test.txt，重啓容器後觀察該文件是否存在。

4.更新index.html

root@ubuntu1604:~# echo "container datas share 02 : bind mounts" > /mywebtest/index.html 
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7701                                                 
container datas share 02 : bind mounts
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7702
container datas share 02 : bind mounts
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7703
container datas share 02 : bind mounts

更新並再次訪問web，發現所有容器的web訪問頁面已更新。

Volume container方式

創建一個容器專門用於定義Volumes（可以是上文提到的volumes也可以是bind mounts），這個容器可以不運行，因爲停止的容器也會保留對Volume的引用。然後其它的容器在創建或運行時通過--volumes-from從該容器複製Volume定義。
使用該方式的注意事項：

一般容器名加前綴 vc_，表示 volume container

涉及的各容器對於 Volume 綁定的目錄位置及命名規範都必須協同一致

1.新建container vc_data

root@ubuntu1604:~# docker create -v /mywebtest/:/usr/local/apache2/htdocs -v /apps --name vc_data  busybox

使用的busybox無實際意義，該鏡像很小很適合測試

2.查看vc_data

root@ubuntu1604:~# docker inspect vc_data

/mywebtest/通過bind mounts方式掛載到容器/usr/local/apache2/htdocs目錄，卷6a635ec450eeecd487df4f25615c14443aa2a4da07b8c605a031d5ab9b5bbf47通過volume方式掛載至容器/apps目錄。

3.使用vc_data

root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7704:80 --volumes-from vc_data --name web04 httpd
25ff55566720281791f2b1956236204dbca6ad529fa460a76d80e970786df22d
root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7705:80 --volumes-from vc_data --name web05 httpd 
dcce95be79b1ecc888d748d684b814743583c5db1ac41f026ca4ed5525f51c67
root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7706:80 --volumes-from vc_data --name web06 httpd 
edd257edaf6101ee8911afeb08b70ec95673b5e1c64c774e2b00f1486b025ba8

新建容器web04/web05/web06並使用vc_data。

4.查看web04

root@ubuntu1604:~# docker inspect web04

掛載信息和vc_data一致。

5.共享驗證

root@ubuntu1604:~# echo "abc123" > /var/lib/docker/volumes/6a635ec450eeecd487df4f25615c14443aa2a4da07b8c605a031d5ab9b5bbf47/_data/test.txt
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7704
container datas share : Volume container
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7705
container datas share : Volume container
root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7706
container datas share : Volume container
root@ubuntu1604:~# docker exec -it web04 bash
root@25ff55566720:/usr/local/apache2# cd /apps/ && ls -l
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 7 Mar 27 08:12 test.txt
root@25ff55566720:/apps# more test.txt 
abc123

分別在共享目錄更新新建文件，各容器也能正常訪問讀取共享數據。

Data-packed volume container 方式

這種模式擴展至Volume container模式。Data-packed volume container不僅定義Volumes，而且將從本容器的映像中的一些數據（如靜態文件、配置數據、代碼等）複製到這個定義的Volumes中，從而可與其它容器共享。

1.構建鏡像

配置查看

root@ubuntu1604:~# pwd
/root
root@ubuntu1604:~# ls
Dockerfile  htdocs
root@ubuntu1604:~# more htdocs/index.html 
container datas share : Data-packed volume
root@ubuntu1604:~# more Dockerfile 
FROM busybox
ADD htdocs /usr/local/apache2/htdocs
VOLUME /usr/local/apache2/htdocs

構建鏡像

root@ubuntu1604:~# docker build -t image_datapacked .
Sending build context to Docker daemon  18.43kB
Step 1/3 : FROM busybox
 ---> d8233ab899d4
Step 2/3 : ADD htdocs /usr/local/apache2/htdocs
 ---> d9266ad06c41
Step 3/3 : VOLUME /usr/local/apache2/htdocs
 ---> Running in c7d1cab717d4
Removing intermediate container c7d1cab717d4
 ---> f8f9f9c15171
Successfully built f8f9f9c15171
Successfully tagged image_datapacked:latest

通過Dockerfile方式構建鏡像，鏡像名爲image_datapacked

2.創建data-packed volume container

root@ubuntu1604:~# docker run -it  --name vc_datapacked image_datapacked
/ # cd /usr/local/apache2/htdocs/
/usr/local/apache2/htdocs # ls
index.html
/usr/local/apache2/htdocs # more index.html 
container datas share : Data-packed volume

運行data-packed volume container:vc_datapacked,可以看到之前寫進鏡像層的index.html:container datas share : Data-packed volume
查看vc_datapacked詳情

root@ubuntu1604:~# docker inspect vc_datapacked

因爲在 Dockerfile中已經使用了VOLUME指令，這裏就不需要指定volume的 mount point了。
volume爲/var/lib/docker/volumes/3c37bc016de3018cb59292cdfca581893a77d19ba8b8f5538b04aab71b3603a1，容器掛載點爲/usr/local/apache2/htdocs

3.使用vc_datapacked

root@ubuntu1604:~# docker run -d -p 7707:80 --volumes-from vc_datapacked --name web_datapacked httpd

新建容器web_datapacked並使用vc_datapacked。

4.查看web_datapacked

root@ubuntu1604:~# docker inspect web_datapacked

volume爲/var/lib/docker/volumes/3c37bc016de3018cb59292cdfca581893a77d19ba8b8f5538b04aab71b3603a1，容器掛載點爲/usr/local/apache2/htdocs。掛載信息和vc_datapacked一致。

5.共享驗證

root@ubuntu1604:~# curl 172.27.9.31:7707
container datas share : Data-packed volume

訪問容器web_datapacked的web服務，返回結果與寫入鏡像image_datapacked的index.html一直，實現了靜態文件index.html

6.總結

1.相較於volume container，data-packed volume container方式直接把共享數據寫進鏡像層，通過上傳至私有倉庫，其它docker host都能使用該鏡像實現容器的數據共享；

2.data-packed volume container只適用於靜態數據共享；

3.若要修改data-packed volume container中的共享數據，只能重建image，不能動態修改。

本文參考：
https://docs.docker.com/storage/
http://www.atjiang.com/persistent-storage-and-shared-state-with-volumes-in-docker/
https://blog.51cto.com/cloudman/1948779

Docker實踐(三):數據持久化及共享

一、Volumes

簡介

Volumes測試

1.新建Volume

2.列出Volumes

3.查看volume詳情

4.使用volume

4.1新建container

4.2訪問myweb01

4.3再次查看volume內容

4.4更新數據並訪問

4.5銷燬volume

二、Bind mounts

簡介

Bind mounts測試

1.掛載nfs並新建index.html

2.新建container myweb02

3.訪問myweb02

4.更新index.html

5.銷燬容器

三、tmpfs mounts

簡介

tmpfs mounts測試

1.新建container myweb03

2.新建test.txt

3.重啓myweb03

四、容器間的數據共享

bind mounts方式

1.新建index.html

2.新建container web01 web02 web03

3.訪問web

4.更新index.html

Volume container方式

1.新建container vc_data

2.查看vc_data

3.使用vc_data

4.查看web04

5.共享驗證

Data-packed volume container 方式

1.構建鏡像

2.創建data-packed volume container

3.使用vc_datapacked

4.查看web_datapacked

5.共享驗證

6.總結