Docker: volume

1. Volume 是什么

我觉得 docker 关于 volume 写了那么多 document，但还是没咋说清楚。其实联系 mount 就知道 volume 是啥了 (但是 mount 自己也有点没讲清楚)。

先看 mount。根据 Mounting Definition:

Mounting is the attaching of an additional filesystem to the currently accessible filesystem of a computer.

A mount point is a directory (typically an empty one) in the currently accessible filesystem on which an additional filesystem is mounted (i.e., logically attached).

我觉得 mount 的定义的一个问题就是：没有单独给 currently accessible filesystem 和 additional filesystem 单独取名字。其实理解成 主体 fs 和 挂件 fs 就可以了

根据定义，mount point 一定是在 主体 fs 上的。如果我们把 docker container 看做 主体 os，把 docker host 看做 挂件 os，那么 volume 就是 挂件 os 上的一个 path，它会被 mount 到 主体 fs 的 mount point 上。

注意在 docker 里这个管辖的权利是倒挂的：

• 一般是 主体 os 来负责 mounting
  • 比如你在 ubuntu 里 mount 一个 hard drive，你肯定是操作 ubuntu，而 hard drive 不具备运行能力
• 但是 docker 是 挂件 os (docker host) 反过来操作 主体 os (docker container)
  • 而且他们两者都具备运行能力

┌─────────────┐  controls  ┌──────────────────┐
│ Docker Host ├───────────►│ Docker Container │
│             │            │                  │
│  ┌──────┐   │ mounted to │   ┌───────────┐  │
│  │volume├───┼────────────┼──►│mount point│  │
│  └──────┘   │            │   └───────────┘  │
│             │            │                  │
└─────────────┘            └──────────────────┘

2. Volume 的分类

这个问题 document 也没咋说清楚。volume 有三类：

• named volume
  • 比如先 docker volume create <volume-name>
  • 然后 docker run -v <volume-name>:<mount-point>
• anonymous volume
  • 比如 Dockerfile 里的 VOLUME <mount-point>
    • 这个语法的逻辑其实有点 tricky
• host volume
  • 比如 docker run -v <volume-path>:<mount-point>

这三个名字起得也是挺灾难的。它们主要的区别在于：

1. volume 是否在 docker 默认的路径下
2. volume 与 mount point 之间的 copy 行为

2.1 Volume 的默认路径

docker 会有一个默认的 volume 的主路径，比如 linux 下可能是：

/var/lib/docker/volume/

如果你创建一个 named volume，比如：

docker volume create vee

那么就会创建一个 /var/lib/docker/volume/vee 作为你实际的 volume 路径，只不过 docker 会做 name-path 的 binding，方便你管理：

vee <-> /var/lib/docker/volume/vee

那 anonymous volume 的使用场景就是：用户不关心这个 volume 具体叫啥，他只关心有这么个 volume 就可以了。此时 docker 就会生成一个随机的 volume path，比如这样的：

/var/lib/docker/volume/6yXiv7LOAa

因为我最开始研究 volume 是为了 sync host 的代码到 docker container 内运行，所以这两种 volume 对我都不适用 (除非你不嫌麻烦每次都把代码 copy 到默认的 volume 路径下)。但是这两个 volume 在 多 containers 协同 的场景下非常好用，比如：

• 一个 container 生产数据
• 另一个 container 读取数据并呈现

那么这两个 containers 共享一个 volume 就可以了。

最后 host volume 最简单，就是用户指定路径，指哪儿 mount 哪儿。

2.2 Volume 与 mount point 间的 copy 行为

回到 mount。如果可以强制 mount 到 non-empty 的 mount point 的话，可以有以下 4 种情况：

1. mount point is empty; mounted fs is emtpy
2. mount point is empty; mounted fs is non-emtpy
3. mount point is non-empty; mounted fs is emtpy
4. mount point is non-empty; mounted fs is non-emtpy

考虑 mount point 的后续情况。第一种最简单，无事发生。二三四可以用两条规则判定：

• original data in the mount point will not be available until you unmoumt again
• mounted fs is accessible from the mount point

所以上面 4 种情况：

1. mount point 保持 empty
2. mount point 有 new data
3. mount point 的 old data 暂时不可见，又没有 new data，所以暂时为 empty
4. mount point 的 old data 暂时不可见，同时有 new data

docker volume 和 mount 的一个区别就是：

• mount 的时候，你不关心 mounted fs 上发生了啥，你只关心 mount point 上有啥
• 但是 docker 需要关心 mounted fs，即 volume 上发生了啥

类似地，对 volume 有 4 种情况：

1. mount point is empty; volume is emtpy
2. mount point is empty; volume is non-emtpy
3. mount point is non-empty; volume is emtpy
4. mount point is non-empty; volume is non-emtpy

现在考察 volume 的后续情况：

1. 无事发生 (volume 保持 empty)
2. 无事发生 (volume 保持原样)
3. 按类型：
   • 对 host volume => 无事发生
   • 对 named volume 和 anonymous volume => mount point 的 data 会被 copy 到 volume
     • 除非你设置了 nocopy 参数
4. 按类型：
   • 对 host volume => 无事发生
   • 对 named volume 和 anonymous volume => 无事发生

• 这个 tricky 的判定让我觉得 nocopy 的行为应该被设置成默认。

joaofnfernandes 画了三张图来帮助我们理解 (已拆封并打乱顺序；原图的 title 有误)：

CASE 1: volume is empty; -v my-volume:/lib

CASE 2: volume is empty; -v my-volume:/lib:nocopy

CASE 3: volume is non-empty; -v my-volume:/lib