Docker存储

Docker 存储是容器化应用中数据持久化的关键部分，它解决了容器生命周期与数据生命周期不一致的问题。

1、概念

Docker 提供了两种主要的存储资源类型：

1.1 由 Storage Driver 管理的存储

用于管理容器运行时产生的临时数据 。容器由最顶层的可写容器层和下面的只读镜像层组成。这种分层结构依赖于 写时复制（Copy-on-Write, CoW） 机制。任何对现有文件的修改都会从只读层复制到可写层后进行，因此性能通常不如数据卷，且容器删除后数据会丢失。

1.2 Data Volume（数据卷）

这是 Docker 提供的持久化存储数据的方法，数据卷是宿主机文件系统中的目录或文件，能够直接被挂载到容器的文件系统中。其生命周期独立于容器，即使容器被删除，数据卷也会保留。对数据卷的修改会立刻生效，并且不会影响镜像

2、存储驱动（Storage Driver）

存储驱动负责管理 Docker 镜像层和容器可写层的底层技术，是实现 CoW 的关键

常用的存储驱动：

1. overlay2（推荐）
   Docker 默认 的存储驱动
   基于 Linux 内核的 overlay/overlay2 联合文件系统
   性能优秀，支持页缓存共享
   所需磁盘空间较少
2. devicemapper
   适用于不支持 overlay2 的 Linux 发行版
   基于块设备而非文件系统
   支持 thin provisioning（瘦供给）
3. btrfs 和 zfs
   适用于有高级存储需求的场景
   提供优秀的快照和克隆功能
   适合大规模部署
4. aufs
   Docker 早期使用的驱动，在某些旧系统（如 Ubuntu 14.04）上可能仍是默认选项

查看和配置存储驱动：

# 查看当前使用的存储驱动
docker info | grep "Storage Driver"

# 配置存储驱动（需修改 /etc/docker/daemon.json）
{
  "storage-driver": "overlay2"
}

3、Docker 数据持久化

3.1 Volumes（数据卷） - 推荐方式

数据卷是 Docker 管理的宿主机文件系统的一部分（默认位于 /var/lib/docker/volumes/），是持久化和共享数据的最佳方式。

特点：

1. 由 Docker 管理，与宿主机的核心功能隔离
2. 可以命名和重用
3. 容器删除后数据仍然保留
4. 多个容器可以共享同一个卷
5. 可以通过 docker volume 命令管理

常用命令：

# 创建一个名为 my-vol 的数据卷
docker volume create my-vol

# 查看所有数据卷
docker volume ls

# 查看数据卷的详细信息（包括在宿主机上的具体路径）
docker volume inspect my-vol
# 输出会显示 "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data"

# 删除一个数据卷（需确保没有容器正在使用它）
docker volume rm my-vol

# 删除所有未被使用的数据卷（清理空间）
docker volume prune

# 使用 --mount 标志（推荐，语法更清晰）
docker run -d --name my-container \
  --mount source=my-volume,target=/app/data \
  my-image

# 或使用 -v 标志（传统方式）
docker run -d --name my-container \
  -v my-volume:/app/data \
  my-image

3.2 Bind Mounts（绑定挂载）

绑定挂载提供了更高的灵活性，但也将容器与宿主机的目录结构紧密耦合。

特点：

1. 可以挂载宿主机的任何文件或目录
2. 性能优秀
3. 宿主机和容器可以共享文件修改
4. 不便于移植（依赖宿主机的文件系统结构）

适用场景：

• 在宿主机和容器之间共享配置文件（如将宿主机的 nginx.conf 挂载到容器的 /etc/nginx/nginx.conf）。
• 在开发环境中，将宿主机的源代码目录挂载到容器中，实现代码的实时同步和测试。

常用命令：

# 假设你的项目代码在宿主机的 /home/user/myapp 目录
# 将其挂载到容器的 /app 目录

docker run -it --rm \
  --name dev-container \
  -v /home/user/myapp:/app \  # 使用宿主机绝对路径
  -p 3000:3000 \
  node:16-alpine \
  sh

# 现在，你在宿主机上修改代码，容器内的 /app 目录会立即更新。
# 反之，在容器内 /app 创建的文件，也会出现在宿主机的 /home/user/myapp 中。

注意：

• 使用 -v 时，如果源是绝对路径 （如 /home/user/data），Docker 会认为是 Bind Mount。
• 如果源不是绝对路径（如 myvolume），Docker 会认为是 Volume。

3.3 Tmpfs Mounts（临时文件系统）

用于存储不需要持久化的敏感临时数据，如临时会话文件、缓存等。

特点：

1. 数据存储在内存中，访问速度快
2. 容器停止后数据丢失
3. 适合存储临时数据或敏感信息
4. 可以限制大小

常用命令：

docker run -it --rm \
  --name tmpfs-container \
  --tmpfs /app/cache \
  alpine:latest sh

# 在容器内向 /app/cache 写入的数据，只存在于内存中。

# 限制tmpfs大小（100MB）
docker run -d \
  --name=app \
  --tmpfs /tmp:size=100m \
  nginx

4、多容器共享数据

4.1 通过数据卷共享

多个容器通过数据卷共享数据

# 创建共享数据卷
docker volume create shared-data

# 启动第一个容器，写入数据到共享卷
docker run -d \
  --name=writer \
  -v shared-data:/data \
  alpine \
  sh -c "echo 'Hello from writer' > /data/message.txt && sleep 3600"

# 启动第二个容器，读取共享卷中的数据
docker run -it \
  --name=reader \
  -v shared-data:/data \
  alpine \
  cat /data/message.txt

# 启动第三个容器，追加数据到共享卷
docker run -it \
  --name=appender \
  -v shared-data:/data \
  alpine \
  sh -c "echo 'Hello from appender' >> /data/message.txt && cat /data/message.txt"

4.2 通过数据卷容器

创建一个专门用于提供数据卷的容器，其他容器通过 --volumes-from来共享其数据卷

# 创建一个数据卷容器（通常使用简单镜像如 busybox）
docker create -v /shared-data --name data-container busybox

# 其他容器使用 --volumes-from 挂载数据卷容器中的卷
docker run --volumes-from data-container --name app1 my-image
docker run --volumes-from data-container --name app2 my-image