Learning Objectives
- 說明容器的可讀寫層：容器刪除後，寫在裡面的資料會一起消失
- 比較 bind mount、volume 與 tmpfs 三種掛載方式，依情境選擇
- 用 -v 或 --mount 把主機目錄掛進容器，讓主機與容器共用檔案
- 用 docker volume create／ls／inspect 管理 volume，讓多個容器共用資料
容器刪掉，資料就不見了
第 03 課說過：容器停止不等於刪除，停止的容器裡檔案還在。可是一旦 docker container rm，容器裡寫入的所有檔案都會跟著消失。
原因在於容器的檔案系統是一層一層疊起來的：
[ 容器的可讀寫層 writable layer ] ← 你在容器裡新增、修改的檔案都寫在這裡；rm 時一起刪除
[ 映像檔的層（唯讀） ]
[ 映像檔的層（唯讀） ] ← 同一個映像檔建立的容器共用這些層
把資料只放在可讀寫層，會遇到三個問題：
| 問題 | 說明 |
|---|---|
| 容器刪除，資料就消失 | 資料庫、上傳的檔案、你寫的筆記本，都會跟著容器一起不見 |
| 很難拿出來給別人用 | 資料和這個容器綁在一起，主機上的其他程式或其他容器不容易讀到 |
| 效能較差 | 可讀寫層由儲存驅動程式（例如 overlay2）透過聯合檔案系統（union filesystem）管理，比直接寫進主機的檔案系統多一層轉換 |
解法是把資料放到容器外面，再「掛載」（mount）進容器。容器只是借用這個位置，容器刪掉了，資料還留著。
三種掛載方式
| 方式 | 資料放在哪裡 | 誰可以修改 | 適合的情境 |
|---|---|---|---|
| bind mount | 主機上你指定的任何目錄，例如 /home/student/notebooks |
主機上的任何程式都能直接改，容器也能改 | 開發時讓主機的編輯器與容器共用原始碼、筆記本 |
| volume | 主機上由 Docker 管理的位置（Linux 上是 /var/lib/docker/volumes/） |
透過 Docker 使用；不建議主機上的其他程式直接去動 | 資料庫的資料、多個容器要共用的資料；Docker 保存資料的建議方式 |
| tmpfs mount | 只放在主機的記憶體，不寫進硬碟 | 只有這個容器 | 暫存、不想留在硬碟上的敏感資料；容器停止就清空 |
主機 容器
/home/student/notebooks ──bind mount──▶ /home/jovyan/work
Docker 管理的 share-data ──volume─────▶ /share
記憶體 ─────────────────tmpfs─────────▶ /tmp/cache
在 Windows 與 macOS 的 Docker Desktop 上，Docker 其實跑在一台小型虛擬機裡，所以 volume 的實際位置在那台虛擬機裡面，不是你在檔案總管看得到的資料夾。用 Docker 指令操作 volume 就不必在意這個差別。
bind mount：主機目錄直接掛進容器
投影片的例子：建立一個 Jupyter 容器，讓筆記本（.ipynb）直接存在主機的目錄裡，容器刪掉也不怕。
mkdir -p ~/notebooks
cd ~/notebooks
docker container run -p 8800:8888 --mount type=bind,source=$PWD,target=/home/jovyan/work --name ds_test jupyter/datascience-notebook
$PWD 是目前所在的目錄（這裡是 ~/notebooks），掛到容器裡 Jupyter 的工作目錄 /home/jovyan/work。
用 docker container logs ds_test 找到帶 token 的網址，在瀏覽器打開（主機的 8800 埠），進入 work 目錄建立筆記本並存檔，
回到主機用 ls ~/notebooks 就看得到那個 .ipynb 檔。
同一件事也可以用比較短的 -v 寫：
docker container run -p 8801:8888 -v $PWD:/home/jovyan/work --name pyspark_test jupyter/pyspark-notebook
| 寫法 | 格式 | 主機目錄不存在時 |
|---|---|---|
-v 主機路徑:容器路徑 |
用冒號分隔，短 | 自動建立一個空目錄（擁有者是 root，常造成權限問題） |
--mount type=bind,source=…,target=… |
每個欄位都寫名稱，長但清楚 | 直接報錯，提醒你路徑打錯了 |
注意事項：
- 冒號左邊是主機，右邊是容器；順序寫反了，就會把容器裡不存在的路徑當成主機路徑。
- 容器裡的程式要有寫入主機目錄的權限。Jupyter 映像檔用一般使用者
jovyan執行，如果存檔時出現 Permission denied，要調整主機目錄的權限（投影片用chmod開放/share的寫入權限）。 - 在容器裡刪除掛載目錄中的檔案，主機上的檔案也會被刪除：它們是同一份檔案，不是複本。
- Jupyter 的映像檔後來改放在 quay.io（例如
quay.io/jupyter/datascience-notebook），Docker Hub 上的jupyter/…版本較舊，觀念相同。
volume：交給 Docker 管理的資料空間
volume 有名字，由 Docker 建立與管理：
| 指令 | 作用 |
|---|---|
docker volume create share-data |
建立名為 share-data 的 volume |
docker volume ls |
列出所有 volume |
docker volume inspect share-data |
查看詳細資訊，例如實際位置 Mountpoint |
docker volume rm share-data |
刪除 volume（還有容器在用時不能刪） |
docker volume prune |
刪除沒有任何容器使用的 volume（請先確定裡面沒有要保留的資料） |
docker volume create share-data
docker volume inspect share-data
[
{
"Driver": "local",
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/share-data/_data",
"Name": "share-data",
"Scope": "local"
}
]
建立容器時把 volume 掛進去，兩種寫法效果相同：
docker container run -it --name test1_env -v share-data:/share ubuntu:24.04
docker container run -it --name test1_env --mount 'type=volume,src=share-data,dst=/share' ubuntu:24.04
-v 冒號左邊如果是名字（share-data）就是 volume；如果是路徑（以 / 或 $PWD 開頭）就是 bind mount。
指定的 volume 還不存在時，Docker 會自動建立一個。
多個容器共用同一個 volume：test1_env 在 /share 寫入檔案後，即使把 test1_env 刪掉，再建立 test2_env 掛上同一個 share-data，
/share 裡的檔案還在。在主機上（Linux）也可以用 ls /var/lib/docker/volumes/share-data/_data 看到同一份檔案（需要 root 權限）。
什麼時候用哪一種
| 情境 | 建議 | 理由 |
|---|---|---|
| 開發網站，想用主機上的編輯器改程式，容器立刻讀到新版 | bind mount | 主機與容器看到的是同一個目錄 |
| Jupyter 筆記本要留在自己電腦的資料夾，方便備份或用 Git 管理 | bind mount | 檔案就在你指定的位置 |
| MySQL 的資料庫檔案 | volume | 由 Docker 管理，不怕主機上的程式誤改，搬移與備份有一致的做法 |
| 兩個容器要讀寫同一批資料 | volume | 容器之間共用，與哪個容器活著無關 |
| 暫存檔、不想寫進硬碟的資料 | tmpfs | 只放在記憶體，容器停止就消失 |
預告：Dockerfile 的 VOLUME 指令。 下一課開始寫 Dockerfile。映像檔的作者可以在 Dockerfile 裡寫：
VOLUME ["/share"]
意思是「/share 是放資料的地方，請不要把資料留在可讀寫層」。執行容器時如果你沒有用 -v 指定，
Docker 會自動建立一個匿名 volume（名字是一長串亂碼）掛在那裡。MySQL 的官方映像檔就宣告了 VOLUME /var/lib/mysql，
所以實際使用時建議自己取名掛上：-v mysql-data:/var/lib/mysql，之後才找得到、管得動。
想一想：資料存在哪裡
在容器裡建立 /data.txt（沒有掛載任何東西），然後 exit 並 docker container rm 這個容器。/data.txt 會怎樣？
docker container run -v $PWD:/app ubuntu:24.04 用的是哪一種掛載？
要存放 MySQL 容器的資料庫檔案，最建議用哪一種方式？
想一想：volume 指令
test1_env 掛載 share-data:/share 並寫入 /share/data.txt，之後 test1_env 被刪除。新建的 test2_env 也掛載 share-data:/share，執行 cat /share/data.txt 會？
想知道 volume share-data 在主機上的實際位置，用哪個指令？
重點精華回顧
- 容器裡新增或修改的檔案寫在可讀寫層，
docker container rm之後就一起消失；要保留的資料要放在容器外面再掛載進來。 - 三種掛載：bind mount（主機任意目錄）、volume（Docker 管理，保存資料的建議方式）、tmpfs（只在記憶體）。
- bind mount 用
-v $PWD:/容器路徑或--mount type=bind,source=…,target=…；主機與容器看到的是同一份檔案。 - volume 用
docker volume create／ls／inspect管理，掛載時寫-v share-data:/share或--mount 'type=volume,src=share-data,dst=/share'。 - 多個容器掛載同一個 volume，就能共用資料；容器刪除後，volume 裡的資料還在。
- Dockerfile 的
VOLUME宣告資料存放的位置；沒有指定時 Docker 會建立匿名 volume，實務上建議自己取名掛載。