Docker 容器在运行时会产生大量数据，这些数据如何持久化和管理是一个重要的话题。 本节我们将通过一个 Nginx Web 服务器的案例，来深入探讨 Docker 的三种数据管理方式。

Docker 提供了三种主要的数据管理方式：

1. 默认存储：容器内的数据随容器删除而丢失
2. Volumes（卷）：由 Docker 管理的持久化存储空间，完全独立于容器的生命周期
3. Bind Mounts（绑定挂载）：将主机上的目录或文件直接挂载到容器中

让我们通过一个 Nginx Web 服务器的例子来理解这三种方式的区别。我们将在每种方式下执行相同的操作：创建一个 HTML 文件，然后测试数据的持久性。

在这个场景中，我们直接在容器内创建文件，看看数据会发生什么：

# 运行一个 nginx 容器
docker run -d --name web-default -p 8000:80 nginx

# 在容器中创建一个测试页面
docker exec -it web-default sh -c \
  'echo "<h1>Hello from Default Storage</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html'

# 访问页面验证内容
curl http://localhost:8000

# 删除容器
docker rm -f web-default

# 用同样的配置重新运行容器
docker run -d --name web-default -p 8000:80 nginx

# 再次访问页面，会看到默认的 Nginx 欢迎页面，之前的内容已经丢失
curl http://localhost:8000

在这个场景中，我们使用 Docker 管理的卷来存储数据：

# 创建一个 Docker volume
docker volume create nginx_data

# 运行 Nginx 容器并挂载卷
docker run -d --name web-volume -p 8081:80 -v nginx_data:/usr/share/nginx/html nginx

# 在容器中创建一个测试页面
docker exec -it web-volume sh -c 'echo "<h1>Hello from Volume Storage</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html'

# 访问页面验证内容
curl http://localhost:8081

# 删除容器
docker rm -f web-volume

# 用同样的配置重新运行容器
docker run -d --name web-volume-2 -p 8081:80 \
   -v nginx_data:/usr/share/nginx/html nginx

# 再次访问页面，内容仍然存在
curl http://localhost:8081

# 查看卷的详细信息
docker volume inspect nginx_data

在这个场景中，我们将主机上的目录直接挂载到容器中：

# 创建本地目录
mkdir nginx-content
echo "<h1>Hello from Bind Mount Storage</h1>" > nginx-content/index.html

# 运行 Nginx 容器并挂载本地目录
docker run -d --name web-bind \
   -p 8082:80 \
   -v $(pwd)/nginx-content:/usr/share/nginx/html nginx

# 访问页面验证内容
curl http://localhost:8082

# 在主机上修改文件
echo "<h1>Updated content from host</h1>" > nginx-content/index.html

# 无需重启容器，直接访问更新后的内容
curl http://localhost:8082

# 删除容器
docker rm -f web-bind

# 用同样的配置重新运行容器
docker run -d --name web-bind-2 -p 8082:80 \
   -v $(pwd)/nginx-content:/usr/share/nginx/html nginx

# 再次访问页面，内容仍然存在
curl http://localhost:8082

1. 默认存储

   • 数据随容器删除而丢失
   • 适合存储临时数据
   • 容器间数据隔离
   • 无需额外配置

2. Volume

   • 数据持久化，独立于容器生命周期
   • Docker 统一管理，方便备份和迁移
   • 可以在多个容器间共享
   • 数据存储在 Docker 管理区域，安全性好

3. Bind Mount

   • 数据持久化，存储在主机指定位置
   • 可以直接在主机上修改文件
   • 开发环境中方便调试和修改
   • 依赖主机文件系统结构

完成实验后，可以进行清理：

# 清理容器
docker rm -f web-default web-volume web-volume-2 web-bind web-bind-2

# 清理卷
docker volume rm nginx_data

# 清理本地目录
rm -rf nginx-content

我们将通过一个 MySQL 数据库的例子来演示如何使用 Volume 持久化数据。

# 创建一个命名卷
docker volume create mysql_data

# 查看卷信息
docker volume inspect mysql_data

# 列出所有卷
docker volume ls

# 运行 MySQL 容器并挂载卷
docker run -d \
  --name mysql_db \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mysecret \
  -v mysql_data:/var/lib/mysql \
  mysql:8.0

# 进入容器创建测试数据
docker exec -it mysql_db mysql -uroot -pmysecret -h127.0.0.1

# 在 MySQL 中创建测试数据
mysql> CREATE DATABASE test_db;
mysql> USE test_db;
mysql> CREATE TABLE users (id INT, name VARCHAR(50));
mysql> INSERT INTO users VALUES (1, 'John Doe');
mysql> exit

# 删除原容器
docker rm -f mysql_db

# 使用同一个卷启动新容器
docker run -d \
  --name mysql_db2 \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mysecret \
  -v mysql_data:/var/lib/mysql \
  mysql:8.0

# 验证数据是否存在
docker exec -it mysql_db2 \
   mysql -uroot -pmysecret -e "USE test_db; SELECT * FROM users;"

在这个案例中，我们将演示如何使用 Bind Mounts 来运行 Jupyter Notebook。 这个案例很好地展示了 Bind Mounts 在处理 jupiter 数据文件时的优势：

笔记文件存储在代码仓库中，需要使用的时候，可以直接在云原生开发环境中使用 docker run 命令来运行 jupyter 容器, 使用 Bind Mounts 可以直接挂载代码仓库中的笔记文件，这样就可以直接在 jupyter 中使用笔记文件了。

先构建一个 Jupyter Notebook 镜像

cd jupyter
docker build -t jupiter-notebook .

# 查看本地的 ipynb 文件是否存在
ls -l notebooks

# 运行 jupiter notebook 容器
docker run \
    --name jupiter-notebook \
    -p 8888:8888 \
    -it -d \
    -v $(pwd)/notebooks:/notebooks \
    jupiter-notebook

# 查看容器状态
docker ps
docker logs jupiter-notebook

我们使用了 -p 参数来将容器内的 8888 端口映射到宿主机的 8888 端口，在 cnb 上我们可以通过添加一个端口映射来实现外网访问。

• 在 jupyter notebook 中修改笔记文件会反映到代码仓库中.
• 在代码仓库中修改笔记文件会反映到 jupyter notebook 中.