谈谈Docker数据容器

Posted by int32bit on April 14, 2016
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翻译自: Data-only container madness

什么是数据容器?

数据容器就是本身只创建一个volume供其他容器共享,创建完后即退出,不执行任何任务。比如通过以下方式创建一个postgres容器。

docker run --name dbdata postgres echo "Data-only container for postgres"

该容器运行echo "Data-only container for postgres"即退出,然而只要没有删除该容器,该容器/var/lib/postgresql/data的volume(在Dockerfile使用VOLUME指令定义)就会一直存在。

然后我们可以新建若干容器来共享数据,比如:

docker run -d --volumes-from dbdata --name db1 postgres

如何创建数据容器?

太简单了,创建任何容器,然后使用-v创建volume即可。但大家一定会想到用最小的镜像吧,比如hello-world,即

docker run -v /data hello-world

但这样是错误的! 为什么呢?

我们首先创建一个简单的镜像:

FROM debian:jessie
RUN useradd mickey
RUN mkdir /foo && touch /foo/bar && chown -R mickey:mickey /foo
USER mickey
CMD ls -lh /foo

构建:

docker build -t mickey_foo -< Dockerfile

运行下:

docker run --rm -v /foo mickey_foo

输出:

total 0
-rw-r--r-- 2 mickey mickey 0 Nov 18 05:58 bar

运行正常,没有任何问题。

下面我们尝试使用busybox来作为数据容器:

docker run -v /foo --name mickey_data busybox true
docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo

输出:

total 0
# Empty WTF??
docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo ls -lh /
total 68K
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov 18 06:02 bin
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Oct  9 18:27 boot
drwxr-xr-x   5 root root  360 Nov 18 06:05 dev
drwxr-xr-x   1 root root 4.0K Nov 18 06:05 etc
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov 18 06:02 foo
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Oct  9 18:27 home
drwxr-xr-x   9 root root 4.0K Nov 18 06:02 lib
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov 18 06:02 lib64
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov  5 21:40 media
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Oct  9 18:27 mnt
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov  5 21:40 opt
dr-xr-xr-x 120 root root    0 Nov 18 06:05 proc
drwx------   2 root root 4.0K Nov 18 06:02 root
drwxr-xr-x   3 root root 4.0K Nov 18 06:02 run
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov 18 06:02 sbin
drwxr-xr-x   2 root root 4.0K Nov  5 21:40 srv
dr-xr-xr-x  13 root root    0 Nov 18 06:05 sys
drwxrwxrwt   2 root root 4.0K Nov  5 21:46 tmp
drwxr-xr-x  10 root root 4.0K Nov 18 06:02 usr
drwxr-xr-x  11 root root 4.0K Nov 18 06:02 var
Owened by root? WTF???
docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo touch /foo/ba
touch: cannot touch '/foo/bar': Permission denied

发生了什么呢?我们的/foo 仍然存在, 但是它是空的并且所有者是root

让我们再试试使用我们刚刚构建的mickey_foo作为数据容器:

~: docker rm -v mickey_data # remove the old one
mickey_data
~: docker run --name mickey_data -v /foo mickey_foo true
~: docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo
total 0
-rw-r--r-- 1 mickey mickey 0 Nov 18 05:58 bar
# Yes!
~: docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo ls -lh /
total 68K
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Nov 18 06:02 bin
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Oct  9 18:27 boot
drwxr-xr-x   5 root   root    360 Nov 18 06:11 dev
drwxr-xr-x   1 root   root   4.0K Nov 18 06:11 etc
drwxr-xr-x   2 mickey mickey 4.0K Nov 18 06:10 foo
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Oct  9 18:27 home
drwxr-xr-x   9 root   root   4.0K Nov 18 06:02 lib
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Nov 18 06:02 lib64
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Nov  5 21:40 media
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Oct  9 18:27 mnt
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Nov  5 21:40 opt
dr-xr-xr-x 121 root   root      0 Nov 18 06:11 proc
drwx------   2 root   root   4.0K Nov 18 06:02 root
drwxr-xr-x   3 root   root   4.0K Nov 18 06:02 run
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Nov 18 06:02 sbin
drwxr-xr-x   2 root   root   4.0K Nov  5 21:40 srv
dr-xr-xr-x  13 root   root      0 Nov 18 06:05 sys
drwxrwxrwt   2 root   root   4.0K Nov  5 21:46 tmp
drwxr-xr-x  10 root   root   4.0K Nov 18 06:02 usr
drwxr-xr-x  11 root   root   4.0K Nov 18 06:02 var
# YES!!
~: docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo touch /foo/baz
~: docker run --rm --volumes-from mickey_data mickey_foo ls -lh /foo
total 0
-rw-r--r-- 1 mickey mickey 0 Nov 18 06:11 bar
-rw-r--r-- 1 mickey mickey 0 Nov 18 06:12 baz
# YES!!!

由于我们刚刚使用了相同的镜像作为数据容器镜像,共享的容器能够找到共享数据。为什么使用busybox不可以呢?由于busybox没有/foo这个目录,当我们使用-v创建/foo这个数据卷时,docker会以默认用户自动创建对应的目录(这里是root),而--volumes-from仅仅是重用存在的卷,而不会对卷自动做任何事情。因此当我们尝试去写/foo时由于没有权限(root所有,mickey用户).

因此我们应该使用和共享的容器相同的镜像做数据容器镜像?是的!

那我们使用这么大的镜像不会浪费空间么?

为什么不使用小镜像作为数据容器?

其中一个原因,在上一节已经解释。遗留的一个问题是使用这么大的镜像(因为一般的镜像都会比较大)会不会浪费空间呢?

首先我们需要知道Docker的文件系统是如何工作的。Docker镜像是由多个文件系统(只读层)叠加而成。当我们启动一个容器的时候,Docker会加载只读镜像层并在其上(译者注:镜像栈顶部)添加一个读写层。如果运行中的容器修改了现有的一个已经存在的文件,那该文件将会从读写层下面的只读层复制到读写层,该文件的只读版本仍然存在,只是已经被读写层中该文件的副本所隐藏。当删除Docker容器,并通过该镜像重新启动时,之前的更改将会丢失。在Docker中,只读层及在顶部的读写层的组合被称为Union File System(联合文件系统)。

因此当我们创建了一个debian容器实例时(大约150MB),根据以上的原理,我们再创建1000个debian镜像能够重用原来的只读层,需要的空间还是150MB.

容器本身并不会占任何空间,除非你修改了内容。

因此Docker无论创建一个镜像的多少实例,都不会占据更多的空间。

因此实际上,我们为了创建数据容器而使用busybox反而会占用更多的空间,这个空间就是busybox的镜像大小。

实际上我们经常这样使用:

~: docker run --name mydb-data --entrypoint /bin/echo mysql Data-only container for mydb
~: docker run -d --name mydb --volumes-from mydb-data mysql

上面的实例指行/bin/echo mysql Data-only container for mydb,能够更容易知道这是一个数据容器,利于使用grep查找.