Docker Volumes：掌握容器中的持久存储

在这里，你将学习如何使用卷管理 Docker 容器中的数据。Docker 卷是用于持久保存 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。在本实验结束时，你将对如何有效地管理 Docker 环境中的数据有深入的了解。

了解 Docker 存储选项

在深入研究 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：

• volumes：Docker 中持久保存数据的首选机制。
• 绑定挂载：将主机的特定路径连接到容器。
• tmpfs 挂载：将数据临时存储在主机的内存中。

在本实验中，我们将主要关注卷，因为它们是管理 Docker 中数据最灵活且最推荐的选项。

让我们首先列出系统上的当前卷：

docker volume ls

你将看到类似如下的输出：

DRIVER    VOLUME NAME
local     jenkins-data

此命令列出系统上的所有 Docker 卷。输出显示卷驱动程序（通常为“本地”）和卷名称。你可能会看到一些现有卷，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。这是正常现象，取决于你之前在系统上使用 Docker 所做的事情。

创建和管理命名卷

现在，让我们创建一个新的命名卷。命名卷是你明确创建并指定特定名称的卷。这使得以后引用和管理更加容易。

运行此命令以创建新卷：

docker volume create my_data

此命令创建一个名为 my_data 的新卷。Docker 将处理此卷在主机系统上存储位置和存储方式的所有详细信息。

让我们验证该卷是否已创建：

docker volume ls

你现在应该可以在卷列表中看到 my_data，以及之前存在的任何卷。

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的内容：

[
  {
    "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"
  }
]

此输出告诉我们有关卷的几个信息：

• 创建时间
• 它使用的驱动程序（在本例中为本地）
• 挂载点（数据实际存储在主机系统上的位置）
• 我们为其指定的名称

如果你现在不了解所有这些详细信息，请不要担心。对我们来说，最重要的部分是名称和挂载点。

将卷与容器一起使用

现在我们有了一个卷，让我们将它与容器一起使用。我们将启动一个新容器并将卷挂载到其中。

运行此命令：

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

让我们分解一下这个命令：

docker run：这告诉 Docker 运行一个新容器
-d：这以分离模式（在后台）运行容器
--name my_container：这为我们的容器提供了一个名称，使以后更容易引用
-v my_data:/app/data：这会将我们的 my_data 卷安装到容器内的 /app/data 目录
ubuntu:latest：这是我们用于容器的映像
sleep infinity：这是容器将运行的命令。它只是让容器无限期地运行

现在我们的容器正在运行，卷已安装。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"

此命令执行以下几项操作：

docker exec：这让我们可以在正在运行的容器中执行命令
my_container：这是我们的容器的名称
sh -c "..."：这在容器内运行 shell 命令

实际命令在我们的卷中创建一个名为 test.txt 的文件，内容为“Hello from Docker volume”

要验证数据是否已写入，我们可以读取该文件：

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

你应该看到控制台上打印出“Hello from Docker volume”消息。

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

此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不同的名称，并将卷安装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的相同的“Hello from Docker volume”消息。这表明两个容器都在访问相同的数据。

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"

此命令将新行附加到我们的 test.txt 文件中。

现在，如果我们从任一容器检查文件的内容，我们应该看到两行：

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

你应该在输出中看到“Hello from Docker volume”和“Data from another container”。

这演示了如何使用 Docker 卷在容器之间共享数据，这对许多应用程序非常有用。

卷备份和恢复

备份和恢复 Docker 卷对于数据保存至关重要。让我们来看看这个过程：

首先，我们需要停止并删除正在使用该卷的容器。这是因为我们无法在使用时删除卷：

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 .

此命令可能看起来很复杂，让我们分解一下：

docker run --rm：运行临时容器并在完成后将其删除
-v my_data:/source:ro：在容器中将卷挂载为只读
-v $(pwd):/backup：在容器中将当前目录挂载为 /backup
ubuntu：使用 Ubuntu 映像
tar cvf /backup/my_data_backup.tar -C /source .：创建卷数据的 tar 存档

现在，让我们删除原始卷：

docker volume rm my_data

为了恢复数据，我们将创建一个新的卷并将备份提取到其中：

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提取到其中。

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

你应该看到我们之前创建的文件的内容。

摘要

在本实验中，你学习了如何使用 Docker 卷。你创建和管理了命名卷、将卷用于容器、在容器之间共享数据以及执行了备份和恢复操作。这 ​​ 些技能对于在 Docker 环境中进行有效的数据管理至关重要。

关键要点：

• Docker 卷提供了一种灵活而高效的方式来管理容器中的持久数据。
• 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存至关重要，可以使用标准 Linux 命令来实现。

在继续使用 Docker 时，请记住将数据持久性和管理视为容器化应用程序的一个重要方面。始终规划数据备份和恢复，尤其是在生产环境中。