数据卷与持久化

为什么需要持久化

容器的设计哲学是无状态（Stateless）的：容器可以被随时创建、销毁、替换。当一个容器被删除时，它的可写层（Container Layer）也随之消失，其中写入的所有文件都会永久丢失。

# 演示数据丢失
docker run --name test-db mysql:8.0 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root
# ... 写入数据 ...
docker rm -f test-db   # 删除容器，数据消失！

解决方案是将数据存储在容器之外的持久化存储中。Docker 提供三种挂载方式。

三种挂载方式对比

类型	语法示例	存储位置	适用场景
Volume（命名卷）	-v mydata:/var/lib/mysql	Docker 管理（/var/lib/docker/volumes/）	数据库数据、需要备份的持久数据
Bind Mount（绑定挂载）	-v /host/path:/container/path	宿主机任意路径	开发时代码热重载、挂载配置文件
tmpfs Mount	--tmpfs /run	宿主机内存	敏感临时数据、高性能临时文件

存储位置对比图

Volume（命名卷）

Volume 是 Docker 推荐的持久化方式。由 Docker 完全管理，与宿主机的具体目录结构解耦。

Volume 操作命令

# 创建命名卷
docker volume create mysql-data

# 列出所有卷
docker volume ls

# 查看卷详情（存储路径、挂载点）
docker volume inspect mysql-data

# 删除指定卷
docker volume rm mysql-data

# 清理所有未使用的卷（危险！会丢失数据）
docker volume prune

使用 Volume 挂载（-v 语法）

# 命名卷：卷名:容器路径
docker run -d \
  --name my-mysql \
  -v mysql-data:/var/lib/mysql \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret \
  mysql:8.0

# 如果 mysql-data 卷不存在，Docker 自动创建

使用 --mount 语法（推荐，更清晰）

docker run -d \
  --name my-mysql \
  --mount type=volume,source=mysql-data,target=/var/lib/mysql \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret \
  mysql:8.0

Bind Mount（绑定挂载）

将宿主机上的具体文件或目录挂载到容器内。主要用于开发场景，让容器实时看到宿主机上的代码修改。

# 将当前目录挂载到容器（开发热重载）
docker run -d \
  --name dev-server \
  -v $(pwd):/app \
  -p 3000:3000 \
  node:18-alpine \
  sh -c "npm install && npm run dev"

# 挂载单个配置文件
docker run -d \
  -v /host/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro \  # :ro = 只读
  nginx:1.25

只读挂载

# -v 语法：在路径后加 :ro
docker run -v /config:/etc/app:ro myapp

# --mount 语法：添加 readonly 选项
docker run --mount type=bind,source=/config,target=/etc/app,readonly myapp

tmpfs Mount

数据存储在宿主机内存中，容器停止时自动清除。适合存储敏感临时数据（如密钥、Session Token）。

# 挂载 tmpfs 到 /run 目录
docker run --tmpfs /run \
  --tmpfs /tmp:rw,size=64m \
  myapp

# --mount 语法
docker run --mount type=tmpfs,target=/tmp,tmpfs-size=64m myapp

数据备份与恢复

Volume 备份的常用技巧：使用一个临时容器同时挂载数据卷和宿主机备份目录，执行 tar 打包：

# 备份：将 mysql-data 卷打包到当前目录
docker run --rm \
  -v mysql-data:/source:ro \
  -v $(pwd):/backup \
  busybox \
  tar czf /backup/mysql-backup-$(date +%Y%m%d).tar.gz -C /source .

# 恢复：从备份文件还原到新卷
docker volume create mysql-data-restored
docker run --rm \
  -v mysql-data-restored:/target \
  -v $(pwd):/backup \
  busybox \
  tar xzf /backup/mysql-backup-20241201.tar.gz -C /target

实战：MySQL 容器数据持久化

演示删除容器再重新创建后数据仍然存在：

# 1. 创建命名卷
docker volume create mysql-persistent

# 2. 启动 MySQL 并挂载卷
docker run -d \
  --name mysql-demo \
  -v mysql-persistent:/var/lib/mysql \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mypassword \
  -e MYSQL_DATABASE=testdb \
  -p 3306:3306 \
  mysql:8.0

# 3. 等待 MySQL 启动，写入数据
docker exec -it mysql-demo mysql -uroot -pmypassword testdb

# 在 MySQL 控制台内执行：
# CREATE TABLE users (id INT, name VARCHAR(50));
# INSERT INTO users VALUES (1, 'Alice');
# exit

# 4. 删除容器
docker rm -f mysql-demo

# 5. 重新创建容器，挂载同一个卷
docker run -d \
  --name mysql-demo-new \
  -v mysql-persistent:/var/lib/mysql \  # 同一个卷！
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mypassword \
  -p 3306:3306 \
  mysql:8.0

# 6. 数据还在！
docker exec -it mysql-demo-new mysql -uroot -pmypassword testdb
# SELECT * FROM users;  → 返回 1, Alice