docker 数据管理，数据持久化详解 一

docker镜像是分层设计的，镜像出只读，通过镜像启动的容器添加一层可读写的文件系统，用户写入的数据表都保存在这层中。

容器的数据分层目录

 LowerDir：image 镜像层，即镜像本身，制度

UpperDir：容器上层，可读写，容器变化的数据存在在此处

MergeDir：容器的文件系统，使用Union FS（联合文件系统）将 LowerDir和UpperDir合并完成后给容器使用，最终呈现给用户的统一视图

WorkDir：容器在宿主机的工作目录，挂在后内容会被清空，请在使用过程中其内容用户不可见

数据持久化方式

1.卷 volume 最常使用

2.绑定挂载 bindmount 有安全风险

3.tmpfs挂载    挂载在内存里，且容器停止时 挂载文件会删除

卷分类

数据卷（Data Volume） 直接将宿主机目录挂载只容器的指定目录 常用

数据卷容器（Data Volume Container）间接使用宿主机空间，数据卷容器是将宿主机的目录挂载至一个专门的数据卷容器，然后让其他容器通过数据卷容器读写宿主机的数据，不常用

数据卷详解

1.数据卷使用场景

数据库

日志输出

静态web页面

应用配置文件

多容器间目录或文件共享

2.数据卷特点

①数据卷是目录或者文件，并且可以在多个容器之间共同使用，实现容器之间共享和重用

②对数据卷更改数据在所有容器里面会立即更新

③数据卷的数据可以持久保存，删除使用该容器卷的容器也不影响

④在容器里面的写入数据不会形象到镜像本身，即数据卷的变化不会影响镜像的更新

⑤依赖于宿主机目录，宿主机出问题上面容器会受影响，当宿主机较多时，不方便统一管理

⑥匿名和命名数据卷在容器启动时初始化，如果容器使用的镜像在挂载点包含了数据，会拷贝到新初始化的数据卷中

3.数据卷分类

启动容器时，可以指定使用数据卷实现容器数据的持久化，数据卷有三种

①指定宿主机目录或文件：指定宿主机的具体路径和容器路径的挂载关系，此方式不会创建数据卷

②匿名卷：不指定数据名称，至指定容器内目录路径充当挂载点，dicker自动指定宿主机的路径进行挂载，此方式会创建匿名数据卷，dockerfile中volume指定的卷即为此种

③命名卷：指定数据卷的名称和容器路径的挂载关系，此方式会创建命名数据卷

案例 1：MySQL 数据库

目标

- 将 MySQL 数据库的数据持久化到主机上的命名数据卷中，确保数据在容器重启或删除后仍然保留。

步骤

1. 创建命名数据卷：

   docker volume create mysql_data

2. 启动 MySQL 容器并挂载命名数据卷：

   docker run -d --name mysql-container \

     -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw \

     -v mysql_data:/var/lib/mysql \

     mysql:latest

3. 验证数据卷：

   - 进入容器检查数据是否正确挂载：

     docker exec -it mysql-container sh

     ls /var/lib/mysql

4. 停止和删除容器：

   docker stop mysql-container

   docker rm mysql-container

5. 重新启动容器并挂载相同的命名数据卷：

   docker run -d --name mysql-container \

     -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw \

     -v mysql_data:/var/lib/mysql \

     mysql:latest

6. 验证数据是否保留：

   - 进入容器检查数据是否仍然存在：

   

     docker exec -it mysql-container sh

     ls /var/lib/mysql

解释

docker volume create mysql_data：创建一个名为 mysql_data 的命名数据卷。

--v mysql_data:/var/lib/mysql：将命名数据卷 mysql_data 挂载到容器内的 /var/lib/mysql 目录，这是 MySQL 存储数据的默认位置。

docker stop 和 docker rm：停止并删除容器，但命名数据卷中的数据仍然保留。

重新启动容器：再次启动容器时，使用相同的命名数据卷，数据仍然存在。

案例 2：Nginx 静态文件

目标

将 Nginx 服务器的静态文件持久化到主机上的命名数据卷中，确保文件在容器重启或删除后仍然保留。

步骤

1. 创建命名数据卷： 

   docker volume create nginx_static

2. 启动 Nginx 容器并挂载命名数据卷：

   docker run -d --name nginx-container \

     -p 80:80 \

     -v nginx_static:/usr/share/nginx/html \

     nginx:latest

3. 向数据卷中添加静态文件：

   - 创建一个 HTML 文件并复制到数据卷中：

     echo "<h1>Hello, Docker!</h1>" > index.html

     docker cp index.html nginx_container:/usr/share/nginx/html/

4. 验证静态文件：

   - 访问 `http://localhost`，应该能看到 "Hello, Docker!" 页面。

5. 停止和删除容器：

   docker stop nginx-container

   docker rm nginx-container

6. 重新启动容器并挂载相同的命名数据卷：

   docker run -d --name nginx-container \

     -p 80:80 \

     -v nginx_static:/usr/share/nginx/html \

     nginx:latest

7. 验证静态文件是否保留：

  访问 http://localhost，应该仍然能看到 "Hello, Docker!" 页面。

解释

docker volume create nginx_static：创建一个名为 nginx_static 的命名数据卷。

-v nginx_static:/usr/share/nginx/html：将命名数据卷 nginx_static挂载到容器内的 /usr/share/nginx/html` 目录，这是 Nginx 存储静态文件的默认位置。

docker cp：将本地文件复制到容器内的指定目录。

docker stop和 docker rm：停止并删除容器，但命名数据卷中的静态文件仍然保留。

重新启动容器：再次启动容器时，使用相同的命名数据卷，静态文件仍然存在。

案例 3：Redis 数据库

目标

 将 Redis 数据库的数据持久化到主机上的命名数据卷中，确保数据在容器重启或删除后仍然保留。

步骤

1. 创建命名数据卷：

   docker volume create redis_data

2. 启动 Redis 容器并挂载命名数据卷：

   docker run -d --name redis-container \

     -v redis_data:/data \

     redis:latest

3. 验证数据卷：

   - 进入容器检查数据是否正确挂载：

   

     docker exec -it redis-container sh

     ls /data

4. 写入数据：

   - 使用 `redis-cli` 写入一些数据：

   

     docker exec -it redis-container redis-cli

     set key1 value1

     exit

5. 停止和删除容器：

   docker stop redis-container

   docker rm redis-container

6. 重新启动容器并挂载相同的命名数据卷：

   docker run -d --name redis-container \

     -v redis_data:/data \

     redis:latest

7. 验证数据是否保留：

   - 使用 redis-cli 检查数据是否仍然存在：

   

     docker exec -it redis-container redis-cli

     get key1

     exit

解释

docker volume create redis_data：创建一个名为 redis_data 的命名数据卷。

-v redis_data:/data：将命名数据卷 redis_data 挂载到容器内的 /data 目录，这是 Redis 存储数据的默认位置。

docker exec -it redis-container redis-cli：进入容器并使用 `redis-cli` 进行数据操作。

docker stop 和 docker rm：停止并删除容器，但命名数据卷中的数据仍然保留。

重新启动容器：再次启动容器时，使用相同的命名数据卷，数据仍然存在。

案例 4：多容器共享数据

目标

在多个容器之间共享数据，使用命名数据卷确保数据的一致性和持久性。

步骤

1. 创建命名数据卷：

   docker volume create shared_data

2. 启动第一个容器并挂载命名数据卷：

   docker run -d --name container1 \

     -v shared_data:/shared \

     nginx:latest

3. 向数据卷中添加文件：

   - 创建一个文件并复制到数据卷中：

   

     echo "This is a shared file" > shared_file.txt

     docker cp shared_file.txt container1:/shared/

4. 启动第二个容器并挂载相同的命名数据卷：

   docker run -d --name container2 \

     -v shared_data:/shared \

     busybox:latest

5. 验证文件是否共享：

   - 进入第二个容器检查文件是否存在：

   

     docker exec -it container2 sh

     cat /shared/shared_file.txt

6. 停止和删除容器：

   docker stop container1 container2

   docker rm container1 container2

7. 重新启动容器并挂载相同的命名数据卷：

   docker run -d --name container1 \

     -v shared_data:/shared \

     nginx:latest

   docker run -d --name container2 \

     -v shared_data:/shared \

     busybox:latest

8. 验证文件是否保留：

   - 进入任意一个容器检查文件是否仍然存在：

   

     docker exec -it container1 sh

     cat /shared/shared_file.txt

解释

docker volume create shared_data：创建一个名为 shared_data的命名数据卷。

-v shared_data:/shared：将命名数据卷 shared_data 挂载到容器内的 /shared目录。

docker cp：将本地文件复制到容器内的指定目录。

docker exec -it：进入容器并检查文件是否存在。

docker stop 和 docker rm：停止并删除容器，但命名数据卷中的文件仍然保留。

重新启动容器：再次启动容器时，使用相同的命名数据卷，文件仍然存在。