Docker镜像拉取与Volume、Bind Mount行为疑问及验证

问题背景 #

我正在理解Docker镜像的工作机制，参考了一个包含VOLUME指令且有RUN命令修改该路径内容的Containerfile，有以下疑问：

1. 从Docker Hub拉取该镜像时，Volume中的数据会如何处理？是否包含在拉取的镜像中？RUN命令仅在启动容器时执行吗？
2. 运行容器时，将本地目录绑定挂载到VOLUME指令指定的挂载点上会发生什么？

实验与行为观察 #

实际测试发现，绑定挂载会覆盖容器内原有数据，导致RUN命令生成的数据丢失；但使用命名卷时数据会保留。同时我有疑问：若拉取更新版本的容器镜像，命名卷中的原有数据会不会被镜像里Volume的新内容修改？

查阅Docker文档得知：

使用容器填充卷
若启动创建新卷的容器，且容器中待挂载目录存在文件或目录，该目录内容会被复制到卷中。容器随后挂载并使用该卷，其他使用该卷的容器也能访问预填充的内容。

但该机制在绑定挂载已存在目录时不生效。我做了以下对比实验：

测试用Dockerfile #

FROM alpine
RUN mkdir /test \
    && echo 'echo "start `date`" >>/test/log' >/runtest \
    && echo 'echo "/log:"' >>/runtest \
    && echo 'cat /log' >>/runtest \
    && echo 'echo "/test/log:"' >>/runtest \
    && echo 'cat /test/log' >>/runtest \
    && echo 'sleep 99999999' >>/runtest \
    && chmod +x /runtest \
    && echo "build `date`" >/test/log \
    && echo "build `date`" >/log \
    && cat /runtest \
    && cat /log \
    && cat /test/log
CMD /runtest
VOLUME "/test"

该Dockerfile通过RUN命令创建/test/log并写入构建日期，CMD命令会在每次容器启动时向该文件追加启动日期。需注意VOLUME指令要放在RUN之后，因为VOLUME会将目录当前内容复制到卷中，之后的RUN命令仅影响容器镜像内的原目录，不会同步到卷中。

命名卷方式测试（docker-compose配置） #

version: "3"

services:
  tester:
    build: .
    volumes:
      - test:/test

volumes:
  test:

首次运行结果

tester_1  | /log:
tester_1  | build Mon Feb 20 08:53:29 UTC 2023
tester_1  | /test/log:
tester_1  | build Mon Feb 20 08:53:29 UTC 2023
tester_1  | start Mon Feb 20 08:53:45 UTC 2023

停止后再次运行结果

tester_1  | /log:
tester_1  | build Mon Feb 20 08:54:28 UTC 2023
tester_1  | /test/log:
tester_1  | build Mon Feb 20 08:53:29 UTC 2023
tester_1  | start Mon Feb 20 08:53:45 UTC 2023
tester_1  | start Mon Feb 20 08:54:33 UTC 2023

可以看到，不在卷中的/log每次启动都会被镜像内的新内容覆盖，而卷中的/test/log会保留历史内容，每次启动时追加新的日志。

绑定挂载方式测试 #

将docker-compose中的卷替换为绑定挂载配置- /test:/test，首次运行报错：Service "tester" is using volume "/test" from the previous container.。删除原有Docker卷后再次运行，结果如下：

tester_1  | /log:
tester_1  | build Mon Feb 20 09:00:50 UTC 2023
tester_1  | /test/log:
tester_1  | start Mon Feb 20 09:01:03 UTC 2023

可见RUN命令生成的构建日期数据没有被复制到绑定挂载的本地目录中。

结论 #

1. 拉取镜像时，VOLUME指定路径下的内容是包含在镜像中的；RUN命令是在镜像构建阶段执行的，并非容器启动时执行。首次使用命名卷挂载该路径时，镜像里的内容会被复制到卷中；后续启动容器时，卷的内容会覆盖容器内该路径的内容，镜像里的对应内容不再生效。
2. 使用绑定挂载时，本地目录的内容会直接覆盖容器内VOLUME指定的路径，镜像构建阶段RUN生成的该路径下的内容不会被复制到本地目录中。
3. 对于已存在的命名卷，拉取更新版本的镜像后启动容器，镜像里VOLUME路径的新内容不会覆盖原有卷的数据——只有首次创建卷时才会执行从镜像到卷的内容复制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nikki Locke