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08_data/README.md Normal file
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@@ -0,0 +1,12 @@
# 数据管理
如图 8-1 所示，Docker 数据管理主要围绕三类挂载方式展开。
![Docker 数据挂载类型](./_images/types-of-mounts.png)
图 8-1 Docker 数据挂载类型示意图
这一章介绍如何在 Docker 内部以及容器之间管理数据，在容器中管理数据主要有两种方式：
* [数据卷](volume.md)
* [挂载主机目录](bind-mounts.md)

BIN
08_data/_images/types-of-mounts.png Normal file
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336
08_data/bind-mounts.md Normal file
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@@ -0,0 +1,336 @@
## 8.3 挂载主机目录
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
### 8.3.1 什么是绑定挂载
Bind Mount (绑定挂载) 将 **宿主机的目录或文件** 直接挂载到容器中。容器可以读写宿主机的文件系统。
```mermaid
flowchart LR
subgraph Host ["宿主机"]
direction TB
Dir1["/home/user/code/<br/>├── index.html<br/>├── style.css<br/>└── app.js"]
end
subgraph Container ["容器"]
direction TB
Dir2["/usr/share/nginx/html/<br/>(同一份文件)"]
end
Dir1 <-->|Bind Mount| Dir2
```
---
### 8.3.2 Bind Mount vs Volume
相关信息如下表：
| 特性 | Bind Mount | Volume |
|------|------------|--------|
| **数据位置** | 宿主机任意路径 | Docker 管理的目录 |
| **路径指定** | 必须是绝对路径 | 卷名 |
| **可移植性** | 依赖宿主机路径 | 更好 (Docker 管理)|
| **性能** | 依赖宿主机文件系统 | 优化的存储驱动 |
| **适用场景** | 开发环境、配置文件 | 生产数据持久化 |
| **备份** | 直接访问文件 | 需要通过 Docker |
#### 概述
总体概述了以下内容。
#### 选择建议
相关信息如下表：
| 需求 | 推荐方案 |
|------|----------|
| 开发时同步代码 | Bind Mount |
| 持久化数据库数据 | Volume |
| 共享配置文件 | Bind Mount |
| 容器间共享数据 | Volume |
| 备份方便 | Bind Mount (直接访问)|
| 生产环境 | Volume |
---
### 8.3.3 基本语法
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 使用 --mount (推荐)
运行以下命令：
```bash
$ docker run -d \
--mount type=bind,source=/宿主机路径,target=/容器路径 \
nginx
```
#### 使用 -v (简写)
运行以下命令：
```bash
$ docker run -d \
-v /宿主机路径:/容器路径 \
nginx
```
#### 两种语法对比
相关信息如下表：
| 特性 | --mount | -v |
|------|---------|-----|
| 语法 | 键值对，更清晰 | 冒号分隔，更简洁 |
| 路径不存在时 | 报错 | 自动创建目录 |
| 推荐程度 | ✅ 推荐 | 常用 |
---
### 8.3.4 使用场景
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 场景一：开发环境代码同步
运行以下命令：
```bash
## 将本地代码目录挂载到容器
$ docker run -d \
-p 8080:80 \
--mount type=bind,source=$(pwd)/src,target=/usr/share/nginx/html \
nginx
## 修改本地文件，容器内立即生效（热更新）
$ echo "Hello" > src/index.html
## 浏览器刷新即可看到变化
...
```
#### 场景二：配置文件挂载
运行以下命令：
```bash
## 挂载自定义 nginx 配置
$ docker run -d \
--mount type=bind,source=/path/to/nginx.conf,target=/etc/nginx/nginx.conf,readonly \
nginx
```
#### 场景三：日志收集
运行以下命令：
```bash
## 将容器日志输出到宿主机目录
$ docker run -d \
--mount type=bind,source=/var/log/myapp,target=/app/logs \
myapp
```
#### 场景四：共享 SSH 密钥
运行以下命令：
```bash
## 挂载 SSH 密钥（只读）
$ docker run --rm -it \
--mount type=bind,source=$HOME/.ssh,target=/root/.ssh,readonly \
alpine ssh user@remote
```
---
### 8.3.5 只读挂载
防止容器修改宿主机文件：
```bash
## --mount 语法
$ docker run -d \
--mount type=bind,source=/config,target=/app/config,readonly \
myapp
## -v 语法
$ docker run -d \
-v /config:/app/config:ro \
myapp
```
容器内尝试写入会报错：
```bash
$ touch /app/config/new.txt
touch: /app/config/new.txt: Read-only file system
```
---
### 8.3.6 挂载单个文件
运行以下命令：
```bash
## 挂载 bash 历史记录
$ docker run --rm -it \
--mount type=bind,source=$HOME/.bash_history,target=/root/.bash_history \
ubuntu bash
## 挂载自定义配置文件
$ docker run -d \
--mount type=bind,source=/path/to/my.cnf,target=/etc/mysql/my.cnf \
mysql
```
> ⚠️ **注意**：挂载单个文件时，如果宿主机上的文件被编辑器替换 (而非原地修改)，容器内仍是旧文件的 inode。建议重启容器或挂载目录。
---
### 8.3.7 查看挂载信息
运行以下命令：
```bash
$ docker inspect mycontainer --format '{{json .Mounts}}' | jq
```
输出：
```json
[
{
"Type": "bind",
"Source": "/home/user/code",
"Destination": "/app",
"Mode": "",
"RW": true,
"Propagation": "rprivate"
}
]
```
| 字段 | 说明 |
|------|------|
| `Type` | 挂载类型 (bind)|
| `Source` | 宿主机路径 |
| `Destination` | 容器内路径 |
| `RW` | 是否可读写 |
| `Propagation` | 挂载传播模式 |
---
### 8.3.8 常见问题
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### Q：路径不存在报错
运行以下命令：
```bash
$ docker run --mount type=bind,source=/not/exist,target=/app nginx
docker: Error response from daemon: invalid mount config for type "bind":
bind source path does not exist: /not/exist
```
**解决**：确保源路径存在，或改用 `-v` (会自动创建)
#### Q：权限问题
容器内用户可能无权访问挂载的文件：
```bash
## 方法1：确保宿主机文件权限允许容器用户访问
$ chmod -R 755 /path/to/data
## 方法2：以 root 运行容器
$ docker run -u root ...
## 方法3：使用相同的 UID
$ docker run -u $(id -u):$(id -g) ...
```
#### Q：macOS/Windows 性能问题
在 Docker Desktop 上，Bind Mount 性能较差 (需要跨文件系统同步)：
```bash
## 使用 :cached 或 :delegated 提高性能（macOS）
$ docker run -v /host/path:/container/path:cached myapp
```
| 选项 | 说明 |
|------|------|
| `:cached` | 宿主机权威，容器读取可能延迟 |
| `:delegated` | 容器权威，宿主机读取可能延迟 |
| `:consistent` | 默认，完全一致 (最慢)|
---
### 8.3.9 最佳实践
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 1。开发环境使用 Bind Mount
运行以下命令：
```bash
## 代码热更新
$ docker run -v $(pwd):/app -p 3000:3000 node npm run dev
```
#### 2。生产环境使用 Volume
运行以下命令：
```bash
## 数据持久化
$ docker run -v mysql_data:/var/lib/mysql mysql
```
#### 3。配置文件使用只读挂载
运行以下命令：
```bash
$ docker run -v /config/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro nginx
```
#### 4。注意路径安全
运行以下命令：
```bash
## ❌ 危险：挂载根目录或敏感目录
$ docker run -v /:/host ...
## ✅ 只挂载必要的目录
$ docker run -v /app/data:/data ...
```
---

32
08_data/summary.md Normal file
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@@ -0,0 +1,32 @@
## 8.5 本章小结
相关信息如下表：
| 要点 | 说明 |
|------|------|
| **作用** | 将宿主机目录挂载到容器 |
| **语法** | `-v /宿主机:/容器` 或 `--mount type=bind,...` |
| **只读** | 添加 `readonly` 或 `:ro` |
| **适用场景** | 开发环境、配置文件、日志 |
| **vs Volume** | Bind 更灵活，Volume 更适合生产 |
### 8.5.1 延伸阅读
- [数据卷](volume.md)：Docker 管理的持久化存储
- [tmpfs 挂载](tmpfs.md)：内存临时存储
- [Compose 数据管理](../../10_compose/10.5_compose_file.md)：Compose 中的挂载配置
| 操作 | 命令 |
|------|------|
| 创建数据卷 | `docker volume create name` |
| 列出数据卷 | `docker volume ls` |
| 查看详情 | `docker volume inspect name` |
| 删除数据卷 | `docker volume rm name` |
| 清理未用 | `docker volume prune` |
| 挂载数据卷 | `-v name:/path` 或 `--mount source=name,target=/path` |
### 8.5.2 延伸阅读
- [绑定挂载](bind-mounts.md)：挂载宿主机目录
- [tmpfs 挂载](tmpfs.md)：内存中的临时存储
- [存储驱动](../../11_implementation/11.4_ufs.md)：Docker 存储的底层原理

39
08_data/tmpfs.md Normal file
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@@ -0,0 +1,39 @@
## 8.4 tmpfs 挂载
`tmpfs` 挂载会把数据放在宿主机内存中，而不是写入容器可写层或数据卷。
### 8.4.1 适用场景
- 临时缓存
- 会话数据
- 不希望落盘的敏感中间文件
### 8.4.2 基本用法
如下代码块所示，展示了相关示例：
```bash
$ docker run --tmpfs /run:rw,noexec,nosuid,size=64m nginx
```
也可以使用 `--mount` 语法：
```bash
$ docker run --mount type=tmpfs,destination=/run,tmpfs-size=67108864 nginx
```
### 8.4.3 注意事项
- 容器停止后，`tmpfs` 数据会丢失。
- `tmpfs` 占用宿主机内存，建议显式限制大小。
- 不适合需要持久化的数据。
### 8.4.4 与 Volume / Bind Mount 对比
相关信息如下表：
| 类型 | 数据位置 | 持久化 | 典型用途 |
|------|---------|-------|---------|
| Volume | Docker 管理目录 | 是 | 数据库、长期业务数据 |
| Bind Mount | 宿主机指定目录 | 是 | 开发联调、配置文件共享 |
| tmpfs | 内存 | 否 | 高速临时数据、敏感临时文件 |

425
08_data/volume.md Normal file
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@@ -0,0 +1,425 @@
## 8.2 数据卷
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
### 8.2.1 为什么需要数据卷
容器的存储层有一个关键问题：**容器删除后，数据就没了**。
```mermaid
flowchart LR
Run[容器运行] --> Write[写入数据]
Write --> Delete[容器删除]
Delete -->|数据都在容器 writable 层| Lost[DATA LOST! ❌]
```
数据卷 (Volume) 解决了这个问题，它的生命周期独立于容器。
---
### 8.2.2 数据卷的特性
相关信息如下表：
| 特性 | 说明 |
|------|------|
| **持久化** | 容器删除后数据仍然保留 |
| **共享** | 多个容器可以挂载同一个数据卷 |
| **即时生效** | 对数据卷的修改立即可见 |
| **不影响镜像** | 数据卷中的数据不会打包进镜像 |
| **性能更好** | 绕过 UnionFS，直接读写 |
---
### 8.2.3 数据卷 vs 容器存储层
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 容器存储层 (不推荐存储重要数据)
如下代码块所示，展示了相关示例：
```mermaid
graph TD
subgraph Container [容器]
Writable[容器存储层<br>Writable]
Image[镜像层<br>ReadOnly]
Writable --- Image
end
Lifecycle[生命周期 = 容器生命周期] -.-> Container
Delete[容器删除] -->|导致| DataLost[数据丢失 ❌]
```
#### 数据卷 (推荐)
如下代码块所示，展示了相关示例：
```mermaid
graph TD
subgraph Container [容器]
AppDir["/app/data"]
end
subgraph Volume [数据卷 my-data]
Data[持久化数据]
end
AppDir == 挂载 ==> Volume
Delete[容器删除] -.->|不会影响| Volume
```
---
### 8.2.4 数据卷基本操作
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 创建数据卷
运行以下命令：
```bash
$ docker volume create my-vol
```
#### 列出所有数据卷
运行以下命令：
```bash
$ docker volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local my-vol
local postgres_data
local redis_data
```
#### 查看数据卷详情
运行以下命令：
```bash
$ docker volume inspect my-vol
[
{
"CreatedAt": "2026-01-15T10:00:00Z",
"Driver": "local",
"Labels": {},
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
"Name": "my-vol",
"Options": {},
"Scope": "local"
}
]
```
**关键字段**：
- `Mountpoint`：数据卷在宿主机上的实际存储位置
- `Driver`：存储驱动 (默认 local，也可以用第三方驱动)
---
### 8.2.5 挂载数据卷
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 方式一：--mount (推荐)
运行以下命令：
```bash
$ docker run -d \
--name web \
--mount source=my-vol,target=/usr/share/nginx/html \
nginx
```
**参数说明**：
| 参数 | 说明 |
|------|------|
| `source` | 数据卷名称 (不存在会自动创建)|
| `target` | 容器内挂载路径 |
| `readonly` | 可选，只读挂载 |
#### 方式二：-v (简写)
运行以下命令：
```bash
$ docker run -d \
--name web \
-v my-vol:/usr/share/nginx/html \
nginx
```
**格式**：`-v 数据卷名:容器路径[:选项]`
#### 两种方式对比
相关信息如下表：
| 特性 | --mount | -v |
|------|---------|-----|
| 语法 | 键值对，更清晰 | 冒号分隔，更简洁 |
| 自动创建卷 | source 不存在会报错 | 自动创建 |
| 推荐程度 | ✅ 推荐 (更明确)| 常用 (更简洁)|
#### 只读挂载
运行以下命令：
```bash
## --mount 方式
$ docker run -d \
--mount source=my-vol,target=/data,readonly \
nginx
## -v 方式
$ docker run -d \
-v my-vol:/data:ro \
nginx
```
---
### 8.2.6 使用场景示例
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 场景一：数据库持久化
运行以下命令：
```bash
## 创建数据卷
$ docker volume create postgres_data
## 启动 PostgreSQL，数据存储在数据卷中
$ docker run -d \
--name postgres \
-e POSTGRES_PASSWORD=secret \
-v postgres_data:/var/lib/postgresql/data \
postgres:16
## 即使删除容器，数据仍然保留
$ docker rm -f postgres
## 重新启动，数据还在
$ docker run -d \
--name postgres \
-e POSTGRES_PASSWORD=secret \
-v postgres_data:/var/lib/postgresql/data \
postgres:16
```
#### 场景二：多容器共享数据
运行以下命令：
```bash
## 创建共享数据卷
$ docker volume create shared-data
## 容器 A 写入数据
$ docker run -d --name writer \
-v shared-data:/data \
alpine sh -c "while true; do date >> /data/log.txt; sleep 5; done"
## 容器 B 读取数据
$ docker run --rm \
-v shared-data:/data \
alpine cat /data/log.txt
```
#### 场景三：配置文件持久化
运行以下命令：
```bash
## 将 nginx 配置存储在数据卷中
$ docker run -d \
-v nginx-config:/etc/nginx/conf.d \
-v nginx-logs:/var/log/nginx \
-p 80:80 \
nginx
```
---
### 8.2.7 数据卷管理
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 删除数据卷
运行以下命令：
```bash
## 删除指定数据卷
$ docker volume rm my-vol
## 删除容器时同时删除数据卷
$ docker rm -v container_name
```
#### 清理未使用的数据卷
运行以下命令：
```bash
## 查看未被任何容器使用的数据卷
$ docker volume ls -f dangling=true
## 删除所有未使用的数据卷
$ docker volume prune
## 强制删除（不提示确认）
$ docker volume prune -f
```
> ⚠️ **注意**：数据卷不会自动垃圾回收。长期运行的系统应定期清理无用数据卷。
---
### 8.2.8 数据卷备份与恢复
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### 备份数据卷
运行以下命令：
```bash
## 使用临时容器挂载数据卷，打包备份
$ docker run --rm \
-v my-vol:/source:ro \
-v $(pwd):/backup \
alpine tar czf /backup/my-vol-backup.tar.gz -C /source .
```
**原理**：
1. 创建临时容器
2. 挂载要备份的数据卷到 `/source`
3. 挂载当前目录到 `/backup`
4. 使用 tar 打包
#### 恢复数据卷
运行以下命令：
```bash
## 创建新数据卷
$ docker volume create my-vol-restored
## 解压备份到新数据卷
$ docker run --rm \
-v my-vol-restored:/target \
-v $(pwd):/backup:ro \
alpine tar xzf /backup/my-vol-backup.tar.gz -C /target
```
#### 备份脚本示例
运行以下命令：
```bash
#!/bin/bash
## backup-volume.sh
VOLUME_NAME=$1
BACKUP_DIR=${2:-/backups}
TIMESTAMP=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
docker run --rm \
-v ${VOLUME_NAME}:/source:ro \
-v ${BACKUP_DIR}:/backup \
alpine tar czf /backup/${VOLUME_NAME}_${TIMESTAMP}.tar.gz -C /source .
echo "Backed up ${VOLUME_NAME} to ${BACKUP_DIR}/${VOLUME_NAME}_${TIMESTAMP}.tar.gz"
```
---
### 8.2.9 数据卷 vs 绑定挂载
Docker 有两种主要的数据持久化方式：
| 特性 | 数据卷 (Volume) | 绑定挂载 (Bind Mount) |
|------|----------------|---------------------|
| **管理方式** | Docker 管理 | 用户管理 |
| **存储位置** | `/var/lib/docker/volumes/` | 任意宿主机路径 |
| **可移植性** | 更好 | 依赖宿主机路径 |
| **适用场景** | 生产数据持久化 | 开发时同步代码 |
| **备份** | 需要工具 | 直接访问文件 |
```bash
## 数据卷
$ docker run -v mydata:/app/data nginx
## 绑定挂载
$ docker run -v /host/path:/app/data nginx
```
详见[绑定挂载](bind-mounts.md)章节。
---
### 8.2.10 常见问题
本节涵盖了相关内容与详细描述，主要探讨以下几个方面：
#### Q：如何知道容器使用了哪些数据卷？
运行以下命令：
```bash
$ docker inspect container_name --format '{{json .Mounts}}' | jq
```
#### Q：数据卷的数据在哪里？
运行以下命令：
```bash
## 查看数据卷详情
$ docker volume inspect my-vol
## Mountpoint 字段显示实际路径
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data"
```
> ⚠️ **注意**：不建议直接修改 Mountpoint 中的文件，应通过容器操作。
#### Q：如何在不同机器间迁移数据卷？
1. 在源机器备份：`docker run --rm -v mydata:/data -v $(pwd):/backup alpine tar czf /backup/data.tar.gz -C /data .`
2. 传输 tar.gz 文件
3. 在目标机器恢复
---