使用 Volumes 持久存储
卷(volumes)是持久保存由 Docker 容器生成和使用的数据类型的首选机制。虽然绑定挂载(Bind mounts)取决于主机的目录结构和操作系统,但卷完全由 Docker 管理。与绑定挂载相比,卷有几个优点:
- 卷比绑定挂载更易于备份或迁移。
- 您可以使用 Docker CLI 命令或 Docker API 管理卷。
- 卷适用于 Linux 和 Windows 容器。
- 卷可以在多个容器之间更安全地共享。
- 卷驱动程序允许您在远程主机或云提供商上存储卷,以加密卷的内容或添加其他功能。
- 新卷的内容可以由容器预填充。
- Docker Desktop 上的卷比来自 Mac 和 Windows 主机的绑定挂载具有更高的性能。
此外,卷通常是比将数据持久保存在容器的可写层中更好的选择,因为卷不会增加使用它的容器的大小,并且卷的内容存在于给定容器的生命周期之外。
如果容器生成非持久性状态数据,请考虑使用 tmpfs 挂载
来避免将数据永久存储在任何位置,并通过避免写入容器的可写层来提高容器的性能。
卷使用 rprivate
绑定传播,并且无法为卷配置绑定传播。
挂载卷的标志
卷可以选择 -v
或 --mount
作为挂载标志,--mount
更明确和冗长。
它们最大的区别是 -v
语法将所有选项组合在一个字段中,而 --mount
语法将它们分开。下面是每个标志的语法比较。
-v 或 --volume
-v
或 --volume
由三个字段组成,用冒号(:
)字符分隔。字段必须按正确的顺序排列,并且每个字段的含义并不明显。
- 对于命名卷,第一个字段是卷的名称,在给定主机上是唯一的。对于匿名卷,省略第一个字段。
- 第二个字段是文件或目录在容器中装载的路径。
- 第三个字段是可选的,并且是以逗号分隔的选项列表,例如
ro
。下面将讨论这些选项。
--mount
--mount
:由多个键值对组成,用逗号分隔,每个键值对由一个 <key>=<value>
元组组成。 --mount
语法比 -v 或 --volume
更详细,但键的顺序并不重要,并且标志的值更容易理解。
- 装载的
type
,可以是bind
、volume
或tmpfs
。本主题讨论卷,因此类型始终为volume
。 - 装载的
source
。对于命名卷,这是卷的名称。对于匿名卷,将省略此字段。可以指定为source
或src
。 destination
将文件或目录在容器中装载的路径作为其值。可以指定为destination
、dst
或target
。readonly
选项(如果存在)会导致绑定装载以只读方式装载到容器中。可以指定为readonly
或ro
。volume-opt
选项可以多次指定,它采用由选项名称及其值组成的键值对。
来自外部 CSV 解析器的转义值
如果卷驱动程序接受逗号分隔的列表作为选项,则必须从外部 CSV 分析器中转义该值。要转义 volume-opt
,请用双引号("
)将其括起来,并用单引号('
)将整个挂载参数括起来。 例如, local 驱动程序接受装载选项作为 o 参数中的逗号分隔列表。此示例显示转义列表的正确方法。
docker service create \
--mount 'type=volume,src=<VOLUME-NAME>,dst=<CONTAINER-PATH>,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=<nfs-server>:<nfs-path>,"volume-opt=o=addr=<nfs-address>,vers=4,soft,timeo=180,bg,tcp,rw"'
--name myservice \
<IMAGE>
以下示例尽可能显示 --mount
和 -v
语法,首先使用 --mount
。
与绑定装载相反,卷的所有选项都可用于 --mount
和 -v
标志。与服务一起使用的卷仅支持 --mount
。
创建和管理卷
与绑定装载不同,您可以在任何容器的作用域之外创建和管理卷。
# 创建不支持多个
docker volume create my-vol
docker volume create my-vol1
docker volume create my-vol2
docker volume ls
root ➜ ~ docker volume inspect my-vol
[
{
"Driver": "local",
"Labels": {},
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
"Name": "my-vol",
"Options": {},
"Scope": "local"
}
]
# 多个
root ➜ ~ docker volume inspect my-vol1 my-vol2
[
{
"CreatedAt": "2023-06-19T23:10:09+08:00",
"Driver": "local",
"Labels": null,
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol1/_data",
"Name": "my-vol1",
"Options": null,
"Scope": "local"
},
{
"CreatedAt": "2023-06-19T23:10:13+08:00",
"Driver": "local",
"Labels": null,
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol2/_data",
"Name": "my-vol2",
"Options": null,
"Scope": "local"
}
]
docker volume rm my-vol
# 多个
docker volume rm my-vol1 my-vol2
使用卷启动容器
如果使用尚不存在的卷启动容器,Docker 会为您创建该卷。以下示例将卷 myvol2
挂载到容器中的 /app/
中。
下面的 -v
和 --mount
示例结果完全一致
docker run -d \
--name devtest \
--mount source=myvol2,target=/app \
nginx:latest
docker run -d \
--name devtest \
-v myvol2:/app \
nginx:latest
使用 docker inspect devtest
验证 Docker 是否创建了卷并正确装载了卷。查找 Mounts 部分:
"Mounts": [
{
"Type": "volume",
"Name": "myvol2",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/myvol2/_data",
"Destination": "/app",
"Driver": "local",
"Mode": "z",
"RW": true,
"Propagation": ""
}
],
这表明挂载是一个卷,它显示了正确的源和目标,并且装载是读写的。
停止容器并删除卷。注意 卷删除是一个单独的步骤。
docker container stop devtest
docker container rm devtest
docker volume rm myvol2
与 Docker Compose 一起使用
将卷(volume)与 Docker Compose 一起使用
INFO
以下示例显示了具有卷的单个 Docker 撰写服务:
services:
frontend:
image: node:lts
volumes:
- myapp:/home/node/app
volumes:
myapp:
首次运行 docker compose up
会创建一个卷。Docker 在随后运行命令时重复使用相同的卷。
您可以使用 docker volume create 直接在 Compose 外部创建卷,然后在 docker-compose.yml 中引用它,如下所示:
services:
frontend:
image: node:lts
volumes:
- myapp:/home/node/app
volumes:
myapp:
external: true
有关将卷与 Compose 配合使用的详细信息,请参阅“撰写”规范中的“卷”部分。
使用卷启动服务
启动服务并定义卷时,每个服务容器都使用自己的本地卷。如果使用 local
卷驱动程序,则任何容器都无法共享此数据。但是,某些卷驱动程序确实支持共享存储。
以下示例启动具有四个副本的 nginx 服务,每个副本使用名为 myvol2 的本地卷。
docker service create -d \
--replicas=4 \
--name devtest-service \
--mount source=myvol2,target=/app \
nginx:latest
使用 docker service ps devtest-service
验证服务是否正在运行:
docker service ps devtest-service
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR PORTS
4d7oz1j85wwn devtest-service.1 nginx:latest moby Running Running 14 seconds ago
您可以删除该服务以停止正在运行的任务:
docker service rm devtest-service
TIP
删除服务不会删除服务创建的任何卷。卷删除是一个单独的步骤。
服务的语法差异
docker service create
命令不支持 -v
或 --volume
标志。将卷装载到服务的容器中时,必须使用 --mount
标志。
使用容器填充卷
如果启动一个创建新卷的容器,并且该容器在要挂载的目录中有文件或目录,例如 /app/
,Docker 会将目录的内容复制到卷中。然后,容器装载并使用卷,使用该卷的其他容器也可以访问预填充的内容。
为了说明这一点,以下示例启动一个 nginx
容器,并使用容器的 /usr/share/nginx/html
目录的内容填充新卷 nginx-vol
。这是 Nginx 存储其默认 HTML 内容的地方。
docker run -d \
--name=nginxtest \
--mount source=nginx-vol,destination=/usr/share/nginx/html \
nginx:latest
docker run -d \
--name=nginxtest \
-v nginx-vol:/usr/share/nginx/html \
nginx:latest
运行这些示例之一后,运行以下命令来清理容器和卷。注意 卷删除是一个单独的步骤。
docker container stop nginxtest
docker container rm nginxtest
docker volume rm nginx-vol
使用只读卷
对于某些开发应用程序,容器需要写入绑定装载,以便将更改传播回 Docker 主机。在其他时候,容器只需要对数据的读取访问权限。多个容器可以装入同一卷。对于某些容器,可以同时将单个卷挂载为 read-write
,对于其他容器,可以挂载为 read-only
。
以下示例更改了上面的示例。它将目录挂载为只读卷,方法是将 ro
添加到容器内装入点之后的选项列表(默认为空)。如果存在多个选项,则可以使用逗号分隔它们。
docker run -d \
--name=nginxtest \
--mount source=nginx-vol,destination=/usr/share/nginx/html,readonly \
nginx:latest
docker run -d \
--name=nginxtest \
-v nginx-vol:/usr/share/nginx/html:ro \
nginx:latest
使用 docker inspect nginxtest 验证 Docker 是否正确创建了只读装载。查找 Mounts 部分:
"Mounts": [
{
"Type": "volume",
"Name": "nginx-vol",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/nginx-vol/_data",
"Destination": "/usr/share/nginx/html",
"Driver": "local",
"Mode": "",
"RW": false,
"Propagation": ""
}
],
停止并移除容器,然后移除卷。卷删除是一个单独的步骤。
docker container stop nginxtest
docker container rm nginxtest
docker volume rm nginx-vol
在计算机之间共享数据
构建容错应用程序时,可能需要配置同一服务的多个副本才能访问相同的文件。
在开发应用程序时,有几种方法可以实现此目的。一种是向应用程序添加逻辑,以将文件存储在 Amazon S3 等云对象存储系统上。另一种方法是使用支持将文件写入外部存储系统(如 NFS 或 Amazon S3)的驱动程序创建卷。
卷驱动程序允许您从应用程序逻辑中抽象出底层存储系统。例如,如果您的服务使用带有 NFS 驱动程序的卷,则可以更新服务以使用其他驱动程序。例如,在不更改应用程序逻辑的情况下将数据存储在云中。
使用卷驱动程序
使用 docker volume create
创建卷时,或者启动使用尚未创建的卷的容器时,可以指定卷驱动程序。以下示例使用 vieux/sshfs
卷驱动程序,首先在创建独立卷时,然后在启动创建新卷的容器时。
初始设置
以下示例假定您有两个节点,其中第一个节点是 Docker 主机,可以使用 SSH 连接到第二个节点。 在 Docker 主机上,安装 vieux/sshfs 插件:
docker plugin install --grant-all-permissions vieux/sshfs
使用卷驱动程序创建卷
此示例指定 SSH 密码,但如果两台主机配置了共享密钥,则可以排除该密码。每个卷驱动程序可能具有零个或多个可配置选项,您可以使用 -o
标志指定每个选项。
docker volume create --driver vieux/sshfs \
-o sshcmd=test@node2:/home/test \
-o password=testpassword \
sshvolume
启动使用卷驱动程序创建卷的容器
以下示例指定 SSH 密码。但是,如果两台主机配置了共享密钥,则可以排除密码。每个卷驱动程序可能具有零个或多个可配置选项。
docker run -d \
--name sshfs-container \
--volume-driver vieux/sshfs \
--mount src=sshvolume,target=/app,volume-opt=sshcmd=test@node2:/home/test,volume-opt=password=testpassword \
nginx:latest
TIP
如果卷驱动程序要求您传递任何选项,则必须使用 --mount
标志装载卷,而不是 -v
。
创建用于创建 NFS 卷的服务
以下示例演示如何在创建服务时创建 NFS 卷。它使用 10.0.0.10
作为 NFS 服务器,使用 /var/docker-nfs
作为 NFS 服务器上的导出目录。请注意,指定的卷驱动程序是 local
。
docker service create -d \
--name nfs-service \
--mount 'type=volume,source=nfsvolume,target=/app,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=:/var/docker-nfs,volume-opt=o=addr=10.0.0.10' \
nginx:latest
docker service create -d \
--name nfs-service \
--mount 'type=volume,source=nfsvolume,target=/app,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=:/var/docker-nfs,"volume-opt=o=addr=10.0.0.10,rw,nfsvers=4,async"' \
nginx:latest
创建 CIFS/Samba 卷
您可以直接在 Docker 中挂载 Samba 共享,而无需在主机上配置挂载点。
docker volume create \
--driver local \
--opt type=cifs \
--opt device=//uxxxxx.your-server.de/backup \
--opt o=addr=uxxxxx.your-server.de,username=uxxxxxxx,password=*****,file_mode=0777,dir_mode=0777 \
--name cif-volume
如果指定主机名而不是 IP,则需要 addr
选项。这允许 Docker 执行主机名查找。
块存储设备
您可以将块存储设备(如外部驱动器或驱动器分区)挂载到容器。以下示例演示如何创建文件并将其用作块存储设备,以及如何将块设备挂载为容器卷。
WARNING
以下过程只是一个示例。不建议将此处所示的解决方案作为常规做法。除非你对自己正在做的事情有信心,否则不要尝试这种方法。
安装块设备的工作原理
在后台,使用 local
存储驱动程序的 --mount
标志调用 Linux mount
系统调用,并原封不动地转发传递给它的选项。Docker 不会在 Linux 内核支持的本机挂载功能之上实现任何其他功能。
如果您熟悉 Linux mount
命令,则可以按以下方式将 --mount
选项视为转发到 mount
命令:
mount -t <mount.volume-opt.type> <mount.volume-opt.device> <mount.dst> -o <mount.volume-opts.o>
若要进一步解释这一点,请考虑以下 mount
命令示例。此命令将 /dev/loop5
设备装载到系统上的路径 /external-drive
。
mount -t ext4 /dev/loop5 /external-drive
从正在运行的容器的角度来看,以下 docker run
命令实现了类似的结果。使用此 --mount
选项运行容器设置挂载的方式与执行上一示例中的 mount
命令的方式相同。
docker run \
--mount='type=volume,dst=/external-drive,volume-driver=local,volume-opt=device=/dev/loop5,volume-opt=type=ext4'
无法直接在容器内运行 mount 命令,因为容器无法访问 /dev/loop5 设备。这就是 docker run 命令使用 --mount 选项的原因。
示例:在容器中挂载块设备
以下步骤创建一个 ext4
文件系统并将其挂载到容器中。系统的文件系统支持取决于您使用的 Linux 内核的版本。
创建一个文件并为其分配一些空间:
bashfallocate -f 1G disk.raw
在 disk.raw 文件上构建文件系统:
bashmkfs.ext4 disk.raw
创建循环设备:
bashlosetup -f --show disk.raw /dev/loop5
TIP
losetup
创建一个临时循环设备,该设备在系统重新启动后删除,或使用losetup -d
手动删除。运行将循环设备挂载为卷的容器:
bashdocker run -it --rm \ --mount='type=volume,dst=/external-drive,volume-driver=local,volume-opt=device=/dev/loop5,volume-opt=type=ext4' \ ubuntu bash
当容器启动时,路径 /external-drive 将主机文件系统中的 disk.raw 文件挂载为块设备。
完成后,从容器中卸载设备后,分离环路设备以从主机系统中删除设备:
bashlosetup -d /dev/loop5
备份、还原或迁移数据卷
卷对于备份、还原和迁移非常有用。使用 --volumes-from
标志创建装载该卷的新容器。
备份卷
例如,创建一个名为 dbstore 的新容器:
docker run -v /dbdata --name dbstore ubuntu /bin/bash
在下一个命令中:
- 启动新容器并从
dbstore
容器装载卷 - 将本地主机目录挂载为
/backup
- 将
dbdata
卷的内容传递到/backup
目录中的backup.tar
文件的命令。
docker run --rm --volumes-from dbstore -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /dbdata
当命令完成并且容器停止时,它会创建 dbdata
卷的备份。
从备份还原卷
使用刚刚创建的备份,可以将其还原到同一容器,也可以还原到在其他位置创建的另一个容器。
例如,创建一个名为 dbstore2 的新容器:
docker run -v /dbdata --name dbstore2 ubuntu /bin/bash
然后,解压缩新容器数据卷中的备份文件:
docker run --rm --volumes-from dbstore2 -v $(pwd):/backup ubuntu bash -c "cd /dbdata && tar xvf /backup/backup.tar --strip 1"
您可以使用上述技术,使用首选工具自动执行备份、迁移和还原测试。
删除卷
删除容器后,Docker 数据卷仍然存在。需要考虑两种类型的卷:
- 命名卷具有来自容器外部的特定源,例如
awesome:/bar
。 - 匿名卷没有特定的来源。因此,删除容器时,可以指示 Docker 引擎守护程序将其删除。
删除匿名卷
若要自动删除匿名卷,请使用 --rm 选项。例如,此命令创建一个匿名 /foo 卷。删除容器时,Docker 引擎会删除 /foo 卷,但不会删除 awesome 卷。
docker run --rm -v /foo -v awesome:/bar busybox top
TIP
如果另一个容器将卷与 --volumes-from
绑定,则会复制卷定义,并且在删除第一个容器后,匿名卷也会保留。
删除所有卷
要删除所有未使用的卷并释放空间,请执行以下操作:
docker volume prune