Docker 卷到底是個啥玩意？從使用到深入！
Docker 支持持久化和非持久化兩種方式的存儲。
- 非持久化化存儲自動創(chuàng)建，從屬于容器，生命周期與容器相同，即刪除容器也會刪除全部非持久化數(shù)據(jù)。
- 如果想把容器中的數(shù)據(jù)保留下來，也就是持久化，那么需要將數(shù)據(jù)存儲到卷上。卷與容器是解耦的，從而可以獨立地創(chuàng)建并管理卷，并且卷也不與任意容器聲明周期綁定，即用戶刪除一個關聯(lián)了卷的容器，但是卷并不會被刪除。
非持久化存儲
每個容器都會被自動分配本地存儲。默認情況下，容器全部文件和目錄都是用該存儲的。非持久存儲屬于容器的一部分，并且與容器的生命周期一樣---容器創(chuàng)建時會創(chuàng)建非持久化存儲，同時該存儲也會隨著容器的刪除而刪除。
在 Linux 系統(tǒng)中，該存儲目錄在 /var/lib/docker/
- RedHat Enterprise Linux：Docker 17.06 或者更高的版本中使用 Overlay2 驅動。
- Ubuntu：使用 Overlay2 或者 AUFS 驅動。如果正在使用 Linux 4.x 或者更高版本的內核，建議使用 Overlay2。
總的來說，Overlay2 驅動正在逐漸流行，可能在未來會成為大多數(shù)平臺上的推薦存儲驅動。
持久化
容器中持久化數(shù)據(jù)的方式推薦使用卷，也就是先創(chuàng)建卷，接著將卷掛載到容器上。這個時候，卷會掛載到容器文件系統(tǒng)的某個目錄中，任何寫到該目錄下的內容都會寫到卷中。即使容器被刪除了，卷及其上面的數(shù)據(jù)也仍然存在。
如下圖所示，Docker 卷就被掛載到了容器的 /code 目錄，那么任何寫入 /code 目錄中的數(shù)據(jù)其實都是寫入到 Docker 卷中，并且這個 Docker 卷在容器刪除之后依然存在。而其他目錄使用的都是臨時的本地存儲。
卷本質就是 Docker 主機上的一個目錄。將 Docker 主機中的一個目錄掛載到了容器文件系統(tǒng)中的一個目錄后，此時操作容器文件系統(tǒng)中的目錄，其實就是操作相應的 Dokcer 主機上的目錄。也就是相當于容器不再僅僅只能訪問容器的文件系統(tǒng)了，還可以訪問所在 Docker 主機所在的文件系統(tǒng)了。”見識一下
創(chuàng)建和查看卷
- docker volumn create myvol # 創(chuàng)建名為 myvol 的卷
默認情況下，Docker 創(chuàng)建新卷時采用內置的 local 驅動，采用這個驅動也就說明創(chuàng)建的卷只能被容器所在的 Docker 主機所使用(上述所使用的就是 local 驅動)。
除了 local 驅動之外，你還可以使用 -d 參數(shù)指定不同的驅動。第三方驅動也可以通過插件方式接入，這些驅動提供了高級存儲特性，并為 Docker 集成了外部存儲系統(tǒng)。卷插件涵蓋了塊存儲、文件存儲、對象存儲等。
- 塊存儲：相對性能更高，適用于對小塊數(shù)據(jù)的隨機訪問負載。比如 Amazon EBS 或者 OpenStack 塊存儲服務。
- 文件存儲：包括 NFS 和 SMB 協(xié)議的系統(tǒng)，在高性能場景下表現(xiàn)優(yōu)異。比如 NetApp FAS、Azure 文件存儲。
- 對象存儲：適用于較大且長期存儲的、很少變更的二進制數(shù)據(jù)存儲。通常對象存儲是根據(jù)內容尋址，并且性能較低。比如 Amazon S3。
- docker volumn ls
- docker volumn inspect [VOLUMN_NAME]
inspect 命令會輸出相應卷的詳細信息，Driver 和 Scope 都是 local，那么表示這個卷使用默認 local 驅動創(chuàng)建，只能用于當前 Docker 主機上的容器。Mountpoint 表示卷位于 Docker 主機上的位置，使用 local 驅動創(chuàng)建的卷在 Docker 主機上均有專屬目錄。在 Linux 中則位于 /var/lib/docker/volumes 目錄下。
- [
- {
- "CreatedAt": "2020-09-28T16:07:25+08:00",
- "Driver": "local",
- "Labels": {},
- "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/myvol/_data",
- "Name": "myvol",
- "Options": {},
- "Scope": "local"
- }
- ]
Dockerfile 中可以使用 VOLUMN
- docker container run -it --name voltainer --mount source=bizvol,target=/vol alpine
上述的命令創(chuàng)建了一個新的獨立容器，并將容器內的 /vol 目錄掛載到了名為 bizvol 的卷。假如容器的文件系統(tǒng)中沒有 /vol 這個目錄，那么會創(chuàng)建;假如已有這個目錄，那么則會使用這個目錄(該目錄的內容到時候會變成卷里面的內容)。同理，系統(tǒng)中沒有叫 bizvol 的卷，那么該命令也會創(chuàng)建一個這樣的卷;如果已經(jīng)存在這個卷了，那么則使用這個卷。
假設，我們把這個容器給刪除了，那么 bizvol 這個卷還是在的。而且，你在容器運行過程中往 /vol 這個目錄中寫入的數(shù)據(jù)也在這個卷中。如下所示，在容器運行過程中先往 /vol/file 中寫入一段數(shù)據(jù)，然后退出并刪除容器。之后，查看卷所在的目錄，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建的文件和寫入的數(shù)據(jù)還是在的。
深入深入
上面對卷的闡述更多是更多是從持久化的角度出發(fā)，而卷的另一大作用就是“打通”容器文件系統(tǒng)和主機文件系統(tǒng)，使得容器里在指定目錄下創(chuàng)建的文件可以被宿主機訪問到，也可以使得宿主機上指定目錄下的文件可以被容器里的進程訪問到。那么，這個是如何做到的呢?
這里主要用到了 Linux 的綁定掛載(bind mount)機制。它的主要作用就是將一個目錄或者文件掛載到一個指定的目錄上。并且，之后你在掛載點上進行的任何操作，都只發(fā)生在被掛載的目錄或者文件上，而原掛載點的內容則會被隱藏起來且不受影響。綁定掛載實際上是一個 inode 替換的過程。比如，執(zhí)行 mount --bind /home /test 會將 /home 以 bind 的方式掛載到 /test 上。而這一操作其實就相當于將 /test 重定向到了 /home 的 inode 上。因此，當我們修改 /test 目錄的時候，實際上修改的是 /home 目錄的 inode。
因此，我們只需要在“容器進程“創(chuàng)建出來并且容器的 rootfs 準備好之后，但是在 chroot 之前，把 volume 指定的宿主機目錄掛載到指定的容器目錄在宿主機上對應的目錄即可(因為這時候容器進程可以一直看到宿主機上的整個文件系統(tǒng)，同時由于執(zhí)行這個掛載操作的時候，容器已經(jīng)創(chuàng)建出來了，那么此時 mount namespace 相當于已經(jīng)開啟了，所以掛載事件只在容器里可見)。
這邊的容器進程是 Docker 創(chuàng)建的一個容器初始化進程(dockerinit)，而不是應用進程(ENTRYPOINT+CMD)。dockerinit 負責完成根目錄的準備、掛載設備和目錄、配置 hostname 等一系列需要在容器內進行的初始化操作。最后通過 execv() 系統(tǒng)調用，讓進程取代自己，成為容器里 PID=1 的進程。”由于 volume 掛載到指定的容器目錄在宿主機上對應的目錄位于可讀寫層，那么在 docker commit 的時候會被提交嘛?不會。這個主要是因為 docker commit 發(fā)生在宿主機空間，而這個 mount 發(fā)生在容器里面，并且這個 mount 由于 mount namespace 的隔離，不會影響到宿主機，也就是說宿主機上并沒有這個掛載。因此，在提交的時候只會提交一個空的目錄，因為 /test 是實實在在被新建在可讀寫層了的(這個新建可不受 mount namespace 的影響，因為 mount namespace 只影響 mount 相關的)。
下面我們來實驗一下，首先啟動一個容器并且讓這個容器使用一個 volume，掛載在容器里的 /test 目錄上。之后在容器的 /test 目錄中創(chuàng)建一個新的文件為 test.txt。
之后跑到卷所在的位置查看是否有相應的 test.txt 文件創(chuàng)建，結果顯示有 test.txt 文件創(chuàng)建。之后，我們再去可讀寫層對應的目錄查看是否有 test.txt 文件，結果顯示是有 test 目錄，但是沒有 test.txt 文件。因此，docker commit 的時候只會提交一個 test 空目錄。
常用命令匯總
- # 創(chuàng)建名為 myvol 的卷。默認情況下，新卷創(chuàng)建使用 local 啟動，但是也可以使用 -d 指定不同的驅動
- docker volumn create myvol
- # 列出本地 Docker 主機上的全部卷
- docker volumn ls
- # 查看卷的詳細信息，可以通過這條命令查看卷在 Docker 主機文件系統(tǒng)中的具體位置
- docker volumn inspect [VOLUMN_NAME]
- # 刪除未裝入到某個容器或者服務的所有卷，不能刪除正在被容器或者服務使用的卷
- docker volumn prune
- # 刪除指定卷，不能刪除正在被容器或者服務使用的卷
- docker volumn rm [VOLUMN_NAME]
- # 創(chuàng)建了一個新的容器，并將容器內的 /vol 目錄掛載到了名為 bizvol 的卷。假如容器的文件系統(tǒng)中沒有 /vol 這個目錄，那么會創(chuàng)建；假如已有這個目錄，那么則會使用這個目錄（該目錄的內容到時候會變成卷里面的內容）。同理，系統(tǒng)中沒有叫 bizvol 的卷，那么該命令也會創(chuàng)建一個這樣的卷；如果已經(jīng)存在這個卷了，那么則使用這個卷。
- docker container run -it --name voltainer --mount source=bizvol,target=/vol alpine
- # 沒有顯示聲明宿主機目錄，那么會在宿主機上創(chuàng)建一個臨時目錄 /var/lib/docker/volumn/[volume_name]/_data，然后把它掛載到容器 /test 目錄上。
- docker run -v /test ...
- # 把宿主機的 /home 目錄掛載到容器的 /test 目錄上
- docker run -v /home:/test ...
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