Docker、ボリューム(Volume)について真面目に調べた

2019-10-5追記
この記事を書いて１年が経ちましたが、実は今もほぼ毎日いいねやストックをもらっています。
やはり、Docker の Volume が気になる人は多いんだな、と感じています。
その一方、同じテーマで書いた 『[Docker] containerが使ってる全てのvolumeをCSV出力するワンライナー - Qiita』 は、未だに「１いいね」なのですが、どちらかと言えば、こちらの記事のほうが実践的なので、紹介しておきます。
具体的には「gitからcloneしてきてdocker-composeで起動したけど、これのコンテナとボリュームってどうつながってるの？」といった疑問の解決に使える思います

はじめに

Docker の Volume って難しくないですか？
理解に自信が無かった部分を、真面目に調べてまとめてみました。

これを読むとわかること

• コンテナ と ボリューム の違い
• -v /aaa:/bbb と -v /bbb と -v ccc:/bbb の違い(docker-compose では volumes)
• --volumes-from ddd の意味(docker-compose では volumes_from)
• Data Volume と Data Volume Container の違い
• Data Volume Container は、「永続化したいデータの保存先となるコンテナ」という意味ではない。（永続化したいデータの保存先はボリュームです）

ボリューム(Data Volume)とは

• ボリュームとは、データを永続化できる場所のことである。

  • 外部HDDのようなイメージ。コンテナ本体にマウント(-v)して使う。

• コンテナ と ボリューム の違いについて

  • コンテナ内部にデータ(ファイル)を保存しても、コンテナ破棄すると消えてしまう。
  • なので、データを永続化したいときは、コンテナの外にデータを置く必要がある。
  • その場所のことを、ボリュームと呼ぶ。

• ボリューム(=データを永続化できる場所) は２種類ある。

  • ホストのディレクトリ(ファイル)
    • ホストで ls で見えるモノ。
  • Docker の リソースとしての Volume
    • docker volume ls で見えるモノ。
  • （本当は、これ以外にもNFSなども指定できるようだ）

• ボリュームをコンテナにマウントする(-v)ことで、コンテナからアクセスできるようになる。

• あるいは--volumes-from <コンテナ名> とすると、指定したコンテナのマウントと同じようにマウントできる。（指定コンテナの -v の真似をする）

例

• 以下コマンドを実行したとします。

  • 1 docker run -it --name c1 -v /hdir:/c1-hdir -v /hfile.txt:/c1-hfile.txt ubuntu:18.04 bash
  • 2 docker volume create v1
  • 3 docker run -it --name c2 -v v1:/c2-v1 ubuntu:18.04 bash
  • 4 docker run -it --name c3 --volumes-from c1 --volumes-from c2 ubuntu:18.04 bash

• イメージは。

+--<Host>----------+   +--<Docker>-------------------------------------+
|                  |   |  +--<Container:c1>---+  +--<Volume:v1>-----+  |
|                  |   |  |                   |  |                  |  |
| /hdir/--------------------> /c1-hdir/       |  |                  |  |
| /hfile.txt----------------> /c1-hfile.txt   |  |                  |  |
|                  |   |  |                   |  |                  |  |
|                  |   |  +-------------------+  |                  |  |
|                  |   |                         |                  |  |
|                  |   |  +--<Container:c2>---+  |                  |  |
|                  |   |  |                   |  |                  |  |
|                  |   |  |  /c2-v1/ <-----------------/            |  |
|                  |   |  |                   |  |                  |  |
|                  |   |  |                   |  |                  |  |
+------------------+   |  +-------------------+  +------------------+  |
                       |                                               |
                       |  +--<Container:c3>-------------------------+  |
                       |  | c1,c2 と同じものが同じ場所にマウントされる |  |
                       |  |   /c1-hdir/                             |  |
                       |  |   /c1-hfile.txt                         |  |
                       |  |   /c2-v1/                               |  |
                       |  +-----------------------------------------+  |
                       +-----------------------------------------------+

• このようになるので、コンテナ c1 c2 を破棄しても、データ元であるボリュームは保持されるので、消えない。
• コンテナ c3 は c1 c2 のマウントポイントを持つ。（同じボリュームを同じマウントポイントにマウント）
• メモ

  • docker volume create v1 は実行しなくてもいい。なぜなら -v v1:/c2-v1 しいたときに v1 が無ければ、自動で v1 が作られるから。

  • ボリューム名無し -v /c2-v1 でも自動的にボリュームが作成される。しかしながら、ボリューム名がハッシュ値になるので、docker volume ls してもどれが使われているのか分かりづらい。

    $ docker volume ls
    DRIVER    VOLUME NAME
    local     35ad7529d3e1c981bbc2d9235b9e3e9f6f71aaf8143f5d80015a84db7bb06019・・・ボリューム名無しのとき
    local     v1・・・ボリューム名有のとき
    

  • 実は 17.06 から --mount オプションが追加され、こちらが公式で推奨されている。

    • Use bind mounts | Docker Documentation https://docs.docker.com/storage/bind-mounts/#choosing-the--v-or---mount-flag

Data Volume Container とは

• 「永続化したいデータの保存先となるコンテナ」という意味ではありません。

  • 私は勘違いしてましたorz

• 公式サイトで、Data Volume Container という用語はヒットしませんでした。

  • 厳密には Container ≠ Volume なので、個人的にはこの用語には違和感があります。

• 複数コンテナでボリュームをマウントするときの -v の記述を省略するテクニックなのだと理解しています。

  • 1 軽量なイメージ(busybox)を使って、ボリュームをマウント(-v)したコンテナを作っておく（これを Data Volume Container、あるいは Data Container と命名。このコンテナ自身は終了していてよい）
  • 2 新しいコンテナを作る時 --volumes-from <Data Volume Container> するだけで、ボリュームを同じマウントポイントで共有できる。

Docker Volume Container の利点がもう１つありました。--rm でボリューム削除されないようにできます。(2018/09/28追記)

• 普通に docker run --rm ... するとコンテナ停止で、ボリュームも削除される。
  • 1 docker run -it --rm --name c2 -v /c2-v1 ubuntu:18.04 bash
  • 2 bashを抜けるとコンテナ停止となるので、コンテナ c1 ボリュームv1 が自動で削除される。
• 上記の操作をしてもボリュームが残るようにしたいなら、先に Data Volume Conteiner を作っておけばよい。（コンテナにマウントされているボリュームは自動削除されない）
• もっとも、Docker Volume Container を使わなくとも、ボリューム名有りマウント -v v1:/c2-v1 すれば --rm しても ボリューム v1 を残すことができる。
  • 1 docker run -it --rm --name c2 -v v1:/c2-v1 ubuntu:18.04 bash
  • 2 bashを抜けると、コンテナ c1 が削除される。ボリューム v1 は残る。

まとめ

ここまでのポイントを整理しておきます。

ボリュームとは、データを永続化できる場所のことである。

外部HDDのようなイメージ。コンテナ本体にマウント(-v)して使う。

コンテナ≠ボリューム(Data Volume) である。

コンテナ破棄しても、これにマウントされているボリュームは残る。

--volumes-from <コンテナ名> は「コンテナをマウント」しているのではない。

実は「指定コンテナのマウント(-v)のマネ」をしているだけ。マウントできるのはボリュームだけ。

永続化したいならボリューム名有りマウント -v v1:/c2-v1 を使うべき(2018/09/28記述見直し)

• ボリューム名無しマウント -v /c2-v1 のデメリット
  • ボリューム名がハッシュ値になるので、docker volume ls してもどれが使われているのか分かりづらい。
  • --rm オプションを付けてコンテナ起動したとき、コンテナ破棄だけでなく ボリュームも削除されてしまう。
• ボリューム名有りマウント -v v1:/c2-v1 を使えば、上記のデメリットはない。