使用 Docker 卷

介绍

在本实验中，你将学习如何使用卷（volumes）来管理 Docker 容器中的数据。Docker 卷是持久化由 Docker 容器生成和使用的数据的首选机制。本实验将引导你了解 Docker 卷的各个方面，包括创建、管理、数据共享、备份和恢复。通过本实验，你将掌握如何在 Docker 环境中有效管理数据。

Skills Graph

理解 Docker 存储选项

在深入探讨 Docker 卷之前，了解 Docker 中可用的不同存储选项非常重要。Docker 提供了三种主要的数据存储选项：

1. 卷（Volumes）：Docker 中持久化数据的首选机制。
2. 绑定挂载（Bind mounts）：将主机上的特定路径连接到容器。
3. tmpfs 挂载（tmpfs mounts）：将数据临时存储在主机内存中。

在本实验中，我们将主要关注卷，因为它们是管理 Docker 数据的最灵活且推荐的方式。

让我们从列出你系统上的当前卷开始：

docker volume ls

你会看到类似以下的输出：

DRIVER    VOLUME NAME
local     jenkins-data

此命令列出了系统上的所有 Docker 卷。输出显示了卷驱动（通常是 "local"）和卷名称。你可能会看到一些现有的卷，或者如果你尚未创建任何卷，列表可能为空。

如果你看到不同的卷名称或根本没有卷，请不要担心。这是正常的，具体取决于你之前在系统上使用 Docker 的情况。

创建和管理命名卷

现在，让我们创建一个新的命名卷。命名卷是你显式创建并赋予特定名称的卷，这使得后续引用和管理更加方便。

运行以下命令来创建一个新卷：

docker volume create my_data

此命令创建了一个名为 my_data 的新卷。Docker 会处理所有关于卷在主机系统上存储位置和方式的细节。

让我们验证卷是否已成功创建：

docker volume ls

现在你应该会在卷列表中看到 my_data，以及之前可能存在的其他卷。

要获取有关卷的更多详细信息，我们可以使用 inspect 命令：

docker volume inspect my_data

这将输出类似以下内容：

[
  {
    "CreatedAt": "2024-08-22T14:31:09+08:00",
    "Driver": "local",
    "Labels": {},
    "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my_data/_data",
    "Name": "my_data",
    "Options": {},
    "Scope": "local"
  }
]

此输出告诉我们关于卷的几项信息：

• 创建时间
• 使用的驱动（本例中为 local）
• 挂载点（数据在主机系统上的实际存储位置）
• 我们赋予的名称

如果你现在不理解所有这些细节，请不要担心。对我们来说，最重要的部分是名称（Name）和挂载点（Mountpoint）。

在容器中使用卷

现在我们已经有了一个卷，让我们将其与容器一起使用。我们将启动一个新容器并将卷挂载到其中。

运行以下命令：

docker run -d --name my_container -v my_data:/app/data ubuntu:latest sleep infinity

让我们分解这个命令：

• docker run：告诉 Docker 运行一个新容器
• -d：以分离模式（后台运行）运行容器
• --name my_container：为容器命名，方便后续引用
• -v my_data:/app/data：将我们的 my_data 卷挂载到容器内的 /app/data 目录
• ubuntu:latest：我们用于容器的镜像
• sleep infinity：容器运行的命令，使容器无限期保持运行状态

现在我们的容器正在运行，并且卷已挂载。让我们在卷中创建一些数据：

docker exec my_container sh -c "echo 'Hello from Docker volume' > /app/data/test.txt"

此命令执行以下操作：

• docker exec：允许我们在运行的容器中执行命令
• my_container：我们的容器名称
• sh -c "..."：在容器内运行一个 shell 命令
• 实际命令在卷中创建一个名为 test.txt 的文件，内容为 "Hello from Docker volume"

为了验证数据是否已写入，我们可以读取文件：

docker exec my_container cat /app/data/test.txt

你应该会在控制台中看到打印的消息 "Hello from Docker volume"。

在容器之间共享数据

Docker 卷的一大优势是能够在容器之间共享数据。让我们创建另一个使用相同卷的容器：

docker run -d --name another_container -v my_data:/app/shared_data ubuntu:latest sleep infinity

这个命令与我们之前使用的命令非常相似，但我们为容器赋予了一个不同的名称，并将卷挂载到容器内的不同路径。

现在，让我们验证这个新容器是否可以访问我们之前创建的数据：

docker exec another_container cat /app/shared_data/test.txt

你应该会看到我们之前写入的 "Hello from Docker volume" 消息。这表明两个容器正在访问相同的数据。

让我们从这个新容器中添加更多数据：

docker exec another_container sh -c "echo 'Data from another container' >> /app/shared_data/test.txt"

此命令将新的一行追加到我们的 test.txt 文件中。

现在，如果我们从任一容器检查文件内容，应该会看到两行内容：

docker exec my_container cat /app/data/test.txt

你应该会在输出中看到 "Hello from Docker volume" 和 "Data from another container"。

这展示了 Docker 卷如何用于在容器之间共享数据，这对于许多应用程序来说非常有用。

卷的备份与恢复

备份和恢复 Docker 卷对于数据保护至关重要。让我们逐步完成这一过程：

首先，我们需要停止并删除使用该卷的容器。这是因为在卷被使用时无法删除它：

docker stop my_container another_container
docker rm my_container another_container

现在，让我们创建卷的备份：

docker run --rm -v my_data:/source:ro -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/my_data_backup.tar -C /source .

这个命令可能看起来有些复杂，让我们分解一下：

• docker run --rm：运行一个临时容器，并在完成后将其删除
• -v my_data:/source:ro：将我们的卷以只读方式挂载到容器中
• -v $(pwd):/backup：将当前目录挂载为容器中的 /backup
• ubuntu：使用 Ubuntu 镜像
• tar cvf /backup/my_data_backup.tar -C /source .：创建卷数据的 tar 归档文件

现在，让我们删除原始卷：

docker volume rm my_data

为了恢复数据，我们将创建一个新卷并将备份解压到其中：

docker volume create my_restored_data
docker run --rm -v my_restored_data:/dest -v $(pwd):/backup ubuntu bash -c "tar xvf /backup/my_data_backup.tar -C /dest"

这将创建一个新卷并将我们的备份解压到其中。

让我们验证数据是否已恢复：

docker run --rm -v my_restored_data:/app/data ubuntu cat /app/data/test.txt

你应该会看到我们之前创建的文件内容。

总结

在本实验中，你学习了如何使用 Docker 卷。你创建并管理了命名卷，将卷与容器结合使用，在容器之间共享数据，并执行了备份和恢复操作。这些技能对于在 Docker 环境中有效管理数据至关重要。

关键要点：

• Docker 卷提供了一种灵活且高效的方式来管理容器中的持久化数据。
• 可以使用 Docker CLI 命令轻松创建、检查和删除卷。
• 卷中的数据可以在多个容器之间共享。
• 备份和恢复卷对于数据保护至关重要，可以使用标准的 Linux 命令实现。

随着你继续使用 Docker，请记住将数据持久性和管理视为容器化应用程序的关键部分。始终为数据备份和恢复做好计划，尤其是在生产环境中。