docker存储卷

本章要点：docker存储卷，存储卷两种类型(volume,bind)，使用示例，共享卷组，volume挂载nfs

Docker存储卷是实现容器数据持久化的核心机制，通过绑定宿主机目录与容器目录，解决数据与容器生命周期绑定的问题，支持跨主机数据共享。参考：官网示例，Docker多主机环境下NFS数据卷配置详解]

存储卷基础概念

• 为什么要使用存储卷

  假设我们通过镜像创建一个容器。容器一旦被销毁，容器内的数据将会被一并删除。但有些情况下，通过服务器上传的图片出会丢失。容器中的数据不是持久化状态的，此时我们就需要使用到存储卷。

• 如果不使用数据卷存在的问题

  • 存储于联合文件系统中， 不易于宿主机访问；
  • 容器间数据共享 不便；
  • 删除容器其数据会丢失 ；

• 基本概念

  Docker 存储卷是由 Docker 管理的特殊目录，其核心特性包括：

  • 持久化：独立于容器生命周期，容器删除后数据仍保留 。
  • 共享性：可被多个容器同时挂载，实现数据共享。
  • 实时生效：卷中数据更改可实时同步到挂载的容器。
  • 不影响镜像：卷的更改不会包含在镜像更新中。

• 作用

  Docker镜像基于写时复制（COW）机制，容器修改文件需复制到读写层，效率低且数据随容器删除丢失 ，存储卷通过将宿主机目录与容器目录绑定，使数据直接写入宿主机，实现独立于容器生命周期的持久化

存储卷理论

• 存储卷(volume)

  ​ “卷”是容器上一个或多个“目录”，此类目录可绕过联合文件系统，与宿主机上某目录“绑定或关联"， 存储卷的初衷是独立于容器的生命周期实现数据持久化，因此删除容器之时既不会删除卷，也不会对哪怕未被引用的卷做垃圾回收操作；

  两种卷类型：

  • bind mount volume (数据卷)： 容器内数据直接映射到本地主机环境

    • 需要手动指定目录， 一对一目录指定 如 宿主机 /data 容器的 /data

  • docker-managed volume (数据卷容器)： 使用特定容器维护数据卷

    • docker 自行创建的管理卷， 只需要指定容器卷， 无需指定宿主机的目录，删除容器卷数据可能丢失

  • 特性对比

    类型	宿主机路径管理	适用场景	容器删除后卷状态
    Docker-managed volume	自动分配（如/var/lib/docker/volumes/...）	临时数据共享、无需手动管理路径	默认删除（需显式保留）
    Bind mount volume	手动指定（如~/data:/container/path）	固定路径数据持久化、跨容器共享	需手动删除宿主机目录

存储卷使用

数据卷是一个可供容器使用的特殊目录， 它将主机操作系统目录直接映射进容器，类似于Linux中mount操作， 特性如下：

• 数据卷可以在容器之间共享和重用，容器间传递数据将变得高效方便 ；

• 对数据卷内的数据修改会立马生效，无论是容器内操作还是本地操作；

• 对数据卷的更新不会影响镜像，解耦了应用和数据；

• 卷会一直存在，直到没有容器使用，可以安全卸载它

• 两种卷的管理以及创建方式

  特性	Docker-managed volume	Bind mount volume
  管理方式	Docker 自动管理，默认路径 /var/lib/docker/volumes/卷名/_data	用户指定宿主机任意目录/文件路径
  创建方式	docker volume create 卷名 或运行容器时自动创建	运行容器时直接指定 -v 宿主机路径:容器内路径
  适用场景	大多数持久化场景（如数据库数据存储）	需要指定存储位置（如挂载独立磁盘目录）
  灵活性	无需关心具体存储路径，由 Docker 统一管理	路径完全由用户控制，更灵活但需手动维护

Docker-managed volume

• 特性

  • 管理方式: Docker 自动管理，默认路径 /var/lib/docker/volumes/卷名/_data
  • 创建方式：docker volume create 卷名 或运行容器时自动创建
  • 适用场景：大多数持久化场景（如数据库数据存储）
  • 灵活性： 无需关心具体存储路径，由 Docker 统一管理

• 语法说明

  命令	说明
  docker volume ls	查看当前节点创建的卷组
  docker volume inspect 卷组名	查看卷组的详细信息
  docker volume create 卷组名	创建卷组的详细信息
  docker volume rm 卷组名	删除卷组

  ⚠️ 如果卷组被挂载，则无法被直接删除

• 示例1 - 手动创建容器管理卷

  1、创建卷名
  ~]# docker volume create tomcat1
  
  2、挂载到容器上 ， 指定tomcat1名， -P是容器自动映射端口  -v指定挂载的容器卷
  ~]# docker run -d --name tomcat1 -P -v tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/ edf8233555ae
  
  3、默认tomcat没有ROOT目录，我们这里示例先手动创建一个
  ~]# docker exec -it tomcat1 bash
  root@ff6787d9978d:/usr/local/tomcat# cd webapps
  root@ff6787d9978d:/usr/local/tomcat/webapps# mkdir ROOT
  root@ff6787d9978d:/usr/local/tomcat/webapps# exit
  
  4、手动cp一个index.html用于测试, 访问 http://ip:自动映射端口 
  ~]# docker cp index.html tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/ROOT/
  
  5、这里开始操作本地存储卷
  ~]# ls /var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data/
  ROOT
  6、修改内容，访问
  ~]# vi /var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data/ROOT/index.html 
  
  # index.html内容
  hello world cp       <---第一次用cp是这样
  hello world volume       <---第二次修改volume是这样
  
  7、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
  ~]#  docker inspect tomcat1
     "HostConfig": { "Binds": [ "tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/" ], ..... }
      "Mounts": [{
          "Type": "volume",  "Name": "tomcat1",
          "Source": "/var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data",
          "Destination": "/usr/local/tomcat/webapps",
          "Driver": "local", "Mode": "z", "RW": true, "Propagation": ""
        }],
  
  8、删除容器 
  ~]#  docker stop tomcat1
  ~]#  docker rm tomcat1
  ~]#  ls /var/lib/docker/volumes/tomcat1/_data/   <--我们手动创建的不会同时删除
  

• 示例2 - 仅指定挂载容器管理卷名称

  1、挂载到容器上 ， 指定tomcat2名， -P是容器自动映射端口  -v指定挂载的容器卷
  ~]# docker run -d --name tomcat2 -P -v tomcat2:/usr/local/tomcat/webapps/ edf8233555ae
  
  2、这里开始操作本地存储卷, 操作完之后直接访问 http://ip:自动映射端口
  ~]# mkdir /var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data/ROOT/
  ~]# cp index.html /var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data/ROOT/
  
  3、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
  ~]#  docker inspect tomcat2
     "HostConfig": { "Binds": [ "tomcat1:/usr/local/tomcat/webapps/" ], ..... }
      "Mounts": [{
          "Type": "volume",  "Name": "tomcat2",
          "Source": "/var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data",
          "Destination": "/usr/local/tomcat/webapps",
          "Driver": "local", "Mode": "z", "RW": true, "Propagation": ""
        }],
  
  4、删除容器 
  ~]#  docker stop tomcat2
  ~]#  docker rm tomcat2
  ~]#  ls /var/lib/docker/volumes/tomcat2/_data/   <--自动创建的也不会同时删除
  

• 示例3 - 仅指定挂载容器管理卷 只用-v

  1、挂载到容器上 ， 指定tomcat3名， -P是容器自动映射端口  -v指定挂载的容器卷
  ~]# docker run -d --name tomcat3 -P -v tomcat3:/usr/local/tomcat/webapps/ edf8233555ae
  
  2、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
  ~]#  docker inspect tomcat2
     "HostConfig": { "Binds": null , ..... }
      "Mounts": [{
          "Type": "volume",  "Name": "b4137e424...",
          "Source": "/var/lib/docker/volumes/b4137e424.../_data",
          "Destination": "/usr/local/tomcat/webapps",
          "Driver": "local", "Mode": "", "RW": true, "Propagation": ""
        }],
  
  # 跟示例2一样执行3,4 这里也不会删除管理卷
  

• 总结

  • 示例1,2,3 不管是手动 create volume 还是 直接 -v 指定使用，删除容器的时候存储卷都会被保存
  • 使用存储卷时应当见名知意，否则自动生成的卷组名称下次就不知道是啥了
  • ⚠️ 示例1,2,3的mounts.type类型都是volume卷组

Bind mount volume

• 特性

  • 管理方式: 用户指定宿主机任意目录/文件路径
  • 创建方式：运行容器时直接指定 -v 宿主机路径:容器内路径
  • 适用场景：需要指定存储位置（如挂载独立磁盘目录）
  • 灵活性： 路径完全由用户控制，更灵活但需手动维护

• 示例1

  1、准备本地资源
  ~]# mkdir tomcat/ROOT -p
  ~]# echo "hello world bind" > tomcat/ROOT/index.html
  
  2、挂载容器, 只需要挂载到tomcat目录，tomcat:webapps同级，操作完之后直接访问 http://ip:自动映射端口
  ~]# docker run -d --name tomcatb1 -P -v /root/tomcat:/usr/local/tomcat/webapps edf8233555ae
  
  3、我们也可以通过 inspect 查看挂载信息
  ~]#  docker inspect tomcatb1
     "HostConfig": { "Binds": [ "/root/tomcat:/usr/local/tomcat/webapps" ], ..... }
      "Mounts": [{
          "Type": "bind",
          "Source": "root/tomcat",
          "Destination": "/usr/local/tomcat/webapps",
          "Driver": "", "Mode": "", "RW": true, "Propagation": "rprivate"
        }],
  

核心差异概述

来源AI

Docker-Managed Volume 和 Bind Mount Volume 都是 Docker 中用于数据持久化的机制，但它们在管理方式、存储位置、生命周期和数据行为上存在显著区别。简而言之：

• Docker-Managed Volume：由 Docker 自动管理，存储在 Docker 的默认目录中（如 /var/lib/docker/volumes），更适合需要数据独立性和安全性的场景。
• Bind Mount Volume：直接绑定宿主机的指定路径到容器，数据与宿主机实时同步，适用于开发调试或需要直接访问宿主机文件的场景。

详细差异分析

1. 定义与管理方式:

   • Docker-Managed Volume： docker原生管理的数据卷类型，当创建 Volume 时，Docker 会自动在宿主机上的/var/lib/docker/volumes 目录下生成和管理子目录。这种方式称为 “Docker-Managed Volume”，因为它完全由 Docker 控制，无需用户手动指定宿主机路径

     • 示例语法

       docker run -v 卷组名:容器挂载点 镜像名
       

   • Bind Mount Volume：这是一种直接挂载机制，将宿主机的特定路径（如用户自定义目录）映射到容器内部。它不依赖 Docker 的内部管理，而是基于 Linux 的 mount 系统调用实现。数据完全由宿主机文件系统控制

     • 示例语法：

       docker run -v 本地目录:挂载点 镜像名/id
       

   • 关键区别：

     • Volume 是 Docker 托管的，更抽象和安全；
     • Bind Mount 更底层，直接暴露宿主机文件系统。

2. 存储位置:

   • Docker-Managed Volume：数据存储在 Docker 管理的固定位置（默认 /var/lib/docker/volumes），用户无需关心具体路径。Docker 负责创建和维护这些目录。
   • Bind Mount Volume：数据存储在用户指定的宿主机绝对路径下（如 /home/user/data）。这意味着用户可以完全控制文件位置，但也增加了路径错误的风险。
   • 影响：
     • Volume 更适合生产环境，确保数据隔离；
     • Bind Mount 适合开发时快速访问宿主机文件。

3. 生命周期与数据持久性:

   • Docker-Managed Volume：生命周期独立于容器。即使容器被删除或重启，Volume 数据仍然保留在宿主机上，除非用户显式删除 Volume（使用 docker volume rm）。当容器首次挂载时，如果宿主机目录为空，Docker 会从容器复制数据到 Volume。
   • Bind Mount Volume：生命周期与容器紧密绑定。容器停止后，宿主机数据仍存在（因为它属于宿主机文件系统），但挂载关系会解除。重新挂载时，数据直接从宿主机加载。如果宿主机路径不存在，Docker 会创建它，但这可能导致容器内原有文件被覆盖或清空。
   • 关键区别：
     • Volume 提供更好的数据持久性和独立性；
     • Bind Mount 更易导致数据不一致（例如，宿主机路径变化会影响容器）。

4. 数据行为与一致性:

   • Docker-Managed Volume：不会覆盖容器内原有文件。当挂载时，如果 Volume 为空，Docker 会将容器内的文件复制到 Volume；之后的数据修改在 Volume 和容器间同步，但不会影响容器镜像的原始内容。卸载后，容器文件恢复原状。
   • Bind Mount Volume：会直接覆盖容器内的目录或文件。挂载后，容器内路径的内容被宿主机路径的内容替代。卸载时，容器内原有文件会还原（如果宿主机数据被修改，容器内数据也会同步）。这可能导致数据丢失风险，特别是在路径配置错误时。
   • 高级特性：
     • Bind Mount 支持额外参数如 bind-propagation=rslave，用于控制挂载传播（如共享子挂载），而 Volume 不支持此类参数。

5. 性能与适用场景:

   • Docker-Managed Volume：性能较高，因为 Docker 优化了存储访问。适用于需要数据备份、迁移或多容器共享的场景（如数据库持久化）。
   • Bind Mount Volume：性能依赖于宿主机文件系统，可能略低。适用于开发环境，例如实时编辑代码（宿主机修改即时反映在容器中），但不推荐用于生产环境，因为它降低了可移植性。

共享卷组

Docker 的 --volumes-from 用于实现容器间数据共享，通过挂载其他容器的数据卷，使当前容器可访问目标容器中已配置的卷（非所有文件），且共享方向为单向继承，父容器删除不影响已共享数据。

• 核心作用与共享对象

  核心是让一个容器共享另一个容器中已定义的数据卷（即通过 -v 挂载的目录或命名卷），而非容器内所有文件 例如，若容器 A 挂载了 /volume01 和 /volume02 两个数据卷，容器 B 通过 --volumes-from A 启动后，仅会共享这两个目录，其他未挂载的文件不会同步

• 使用规则与特性

  规则/特性	说明
  共享方向	单向继承：B 共享 A 的数据卷，A 不会共享 B 的新增卷
  多容器共享	支持链式共享，如 C 可通过 --volumes-from B 间接共享 A 的数据卷
  父容器删除影响	父容器删除后，子容器仍可访问共享卷数据（因卷本质挂载于宿主机）
  权限继承	子容器继承父容器对数据卷的读写权限（如父卷为只读，子容器也只读）

• 示例

  # 创建名为share1的卷组
  ]# docker volume create share1
  
  # 语法说明  -d 后台 -P 大P随机映射端口 -v指定volume --name指定名称  ed...镜像id
  ]# docker run -d -P -v share1:/usr/local/tomcat/webapps --name tomcats1 edf8233555ae
  
  # --volumes-from tomcats1 多容器共享
  ]# docker run -d -P --volumes-from tomcats1 --name tomcats2 edf8233555ae
  ]# docker run -d -P --volumes-from tomcats2 --name tomcats3 edf8233555ae
  
  # tomcats1 挂载 share1卷组，   tomcats2共享tomcats1, tomcats3共享tomcats2
  # 生成一个 jsp页面，代码最下面，也可以自已用ai生成玩玩， 用浏览器就能看到 对应容器主机名了
  
  # 干掉 tomcats2 用来查看 链式共享是否还正常
  docker rm $(docker stop tomcats2)
  # 删完之后 tomcats3   父容器删除无影响
  
  # 这样其实会产生一个问题， 如果A在写时 B也在写，那么A先保存然后B在保存，B会覆盖掉A的数据， 这里如果写入时需要保证写入的次序问题
  

• 备份\恢复

  # 说明 --rm 这种备份的我们一次性用, 卷组共享tomcast3, -v 本地挂载到容器backup目录 , tar zcf /backup/backup.tar.gz -C /usr/local/tomcat/webapps ROOT ,不要目录只备份ROOT目录
  docker run --rm --volumes-from tomcats3 -v ./:/backup --name tomcats4 edf8233555ae tar zcf /backup/backup.tar.gz -C /usr/local/tomcat/webapps ROOT
  
  # 这个可以用来临时更新开发给的一些代码，如果你没有ci/cd工具用于发布，手动搞的话
  # 恢复也一样，先挂载数据卷容器， 然后 tar xf 解压到指定目录
  docker run --volumes-from data -v $(pwd):/backup --name w2 ubuntu tar xf /backup/backup.tar.gz
  

volume挂载nfs服务

nfs服务安装

• nfs安装详见文档

• 挂载示例

  # 官方给出的示例，按标准填就行
  docker volume create --driver local \
    --opt type=nfs \
    --opt o=addr=10.4.50.139,rw \
    --opt device=:/opt/volumetest \
    nfs1
  
  

• 查看

  [
      {
          "CreatedAt": "2025-10-30T11:08:50+08:00",
          "Driver": "local",
          "Labels": null,
          "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/nfs1/_data",
          "Name": "nfs1",
          "Options": {
              "device": "/opt/volumetest/",
              "o": "addr=10.4.50.139,rw",
              "type": "nfs"
          },
          "Scope": "local"
      }
  ]
  

• 检查-示例1

  # 当我们创建完之后，本地目录跟挂载点目录都是空的，这里正常
  ~]# ls /var/lib/docker/volumes/nfs1/_data/
  ~]# ls /opt/volumetest/
  
  # 我们在创建一个空目录发现nfs没有挂载， 此时不管它，我们在创建容器
  ~]# mkdir /var/lib/docker/volumes/nfs1/_data/ROOT
  ~]# ls /opt/volumetest/
  ~]# 
  
  # 运行容器
  ~]# docker run -d -P -v nfs1:/usr/local/tomcat/webapps --name vv1 tomcat:8.5.100
  616ef926b7c23c7990b078d643-------
  
  # 检查上一步创建的目录会被nfs目录挂载
  ~]# ls /var/lib/docker/volumes/nfs1/_data/ROOT
  ls: 无法访问/var/lib/docker/volumes/nfs1/_data/ROOT: 没有那个文件或目录
  
  # 此时不管是在挂载或者volume卷中创建都会同步
  ~]# mkdir /var/lib/docker/volumes/nfs1/_data/ROOT
  ~]# ls /opt/volumetest/
  ROOT
  

• 示例2

  ~]# docker rm $(docker stop vv1)
  # 保留上一步示例留下的ROOT目录，在vim index.jsp，代码在最下
  ~]# ls /opt/volumetest/ROOT/
  index.jsp
  ~]# docker run -d -P -v nfs1:/usr/local/tomcat/webapps --name vv1 tomcat:8.5.100
  08373c24f97be45----
  ~]# docker ps  # 查看映射的端口
  ~]# curl  http://127.0.0.1:10244/index.jsp
   <div class="hostname">08373c24f97b</div>
  

• 总结一下

  • 直接创建的nfs1，如果没有挂载容器，那么它占用的是本地存储，只有当容器运行时才会挂载nfs
  • 使用nfs前，应当将资源放到nfs中而不是volume

vi /var/lib/docker/volumes/share1/_data/ROOT/index.jsp
<%@ page import="java.net.InetAddress"  %>
<%@ page import="java.io.IOException"  %>
<%
    String hostname = "unknown";
    try {
        hostname = InetAddress.getLocalHost().getHostName(); 
    } catch (Exception e) {
        hostname = "error: " + e.getMessage(); 
    }
%>
 
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Tomcat Container Hostname</title>
    <style>
        body { font-family: Arial, sans-serif; text-align: center; margin-top: 100px; }
        .hostname { font-size: 2em; color: #333; }
    </style>
</head>
<body>
    <h1> Tomcat docker</h1>
    <p> the docker id name: </p>
    <div class="hostname"><%= hostname %></div>
</body>
</html>