由于容器中的文件默认写在容器可写层中，如果容器被删除了，那么这些文件也会随之消失，即使我们使用 kubelet 重启容器，新容器看到的也不一定还是原来的文件

但是应用运行时经常需要缓存文件、共享配置、保存日志，或者让同一个 Pod 中的多个容器交换数据，因此 Kubernetes 提供了 Volume，也就是卷

卷是一个抽象的概念，本质上是一套 把不同存储挂载到容器中的一个机制，也就是说它不具有物理上的概念；它可以来自节点目录、临时目录、ConfigMap、Secret、NFS，也可以来自云硬盘和 CSI 存储系统

卷和容器文件系统

Pod 中可以声明一个或多个卷，然后由容器通过 volumeMounts 决定把卷挂载到哪里

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-demo
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    volumeMounts:
    - name: cache
      mountPath: /cache
  volumes:
  - name: cache
    emptyDir: {}

这里需要理解两个字段：

• spec.volumes 表示 Pod 有哪些卷，以及卷从哪里来
• **spec.containers.volumeMounts 表示 卷在容器中的挂载位置

volumeMounts.name 必须与 volumes.name 对应，并且同一个卷可以挂载到 Pod 中的多个容器内，但不能跨 Pod 直接引用

挂载完成后，mountPath 原来能看到的文件会暂时被卷遮住，而不是合并到卷中，删除挂载以后，镜像中的原文件仍然存在

emptyDir 卷

emptyDir 是最简单的临时卷，Pod 被调度到某个节点时，kubelet 会为它创建一个空目录，emptyDir 的生命周期与 Pod 相同

• 在容器崩溃、容器重启时，emptyDir 中的数据仍然存在
• 当 Pod 被删除或重新创建时，原来的 emptyDir 也会被删除

因此当节点故障时，emptyDir 中的数据是无法恢复的，所以这就决定了 emptyDir 适合缓存、临时计算数据，以及在同一个 Pod 中多个容器共享文件，但不适合保存数据库等重要数据

使用文件目录作为 emptyDir

下面的 Pod 中，writer 容器向卷中写入时间，reader 容器读取同一份文件；别忘了 Pod 中可以存在多个容器

cat > emptydir.yaml <<'EOF'
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: emptydir-demo
spec:
  containers:
  - name: writer
    image: busybox:1.36
    command: ["sh", "-c"]
    args:
    - while true; do date >> /data/time.txt; sleep 5; done
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  - name: reader
    image: busybox:1.36
    command: ["sh", "-c"]
    args:
    - tail -f /data/time.txt
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}
EOF

kubectl apply -f emptydir.yaml

kubectl logs emptydir-demo -c reader

kubectl delete pod emptydir-demo

从输出可以看，两个容器各自独立的容器文件系统，但是通过共享一个卷，实现了 writer 写文件、reader 读文件

使用内存作为 emptyDir

如果把 medium 设置为 Memory，emptyDir 就会使用 tmpfs，此时数据主要保存在内存中

volumes:
- name: cache
  emptyDir:
    medium: Memory
    sizeLimit: 128Mi

内存卷速度很快，适合保存少量临时数据；写入其中的数据会计入内存使用量，使用不当可能触发内存不足，因此最好设置 sizeLimit，并为容器配置合理的内存限制

hostPath 卷

hostPath 可以把节点上的文件或目录直接挂载到 Pod 中，效果与 Docker 的 bind mount

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: hostpath-demo
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    volumeMounts:
    - name: node-data
      mountPath: /data
      readOnly: true
  volumes:
  - name: node-data
    hostPath:
      path: /data/demo
      type: Directory

hostPath 依赖 Pod 所在节点：同样的 /data/demo，在不同节点上是不同的目录。如果 Pod 被重新调度到另一个节点，它看到的数据也会改变

常见的 type 有：

• Directory：目录必须已经存在
• DirectoryOrCreate：目录不存在时由 kubelet 创建
• File：文件必须已经存在
• FileOrCreate：文件不存在时创建空文件，但不会自动创建父目录
• Socket：必须是 UNIX Socket

hostPath 能让容器接触节点文件系统、容器运行时 Socket 或 kubelet 凭据，具有较高的安全风险；普通业务 Pod 应尽量避免使用，确实需要时应限制路径并优先只读挂载

hostPath 比较常见于需要读取节点日志、设备或系统信息的 DaemonSet，而不是普通 Web 应用的数据存储

使用 subPath

默认情况下，volumeMounts 会把整个卷挂载到 mountPath。如果只想挂载卷中的某个子目录或文件，可以使用 subPath

volumeMounts:
- name: app-data
  mountPath: /var/lib/app
  subPath: data

这表示把 app-data 卷中的 data 子目录挂载到 /var/lib/app

需要注意，ConfigMap 或 Secret 使用 subPath 挂载时，后续更新不会自动同步到容器中；这部分会在下一章继续学习

获取 Git 仓库中的文件

早期 Kubernetes 曾经提供 gitRepo 卷，但它已经被弃用，并在新的 Kubernetes 版本中移除，所以下面这种配置

# 已经过时，不要使用
volumes:
- name: source
  gitRepo:
    repository: https://example.com/demo.git

现在可以使用 init Container 把代码克隆到 emptyDir，再由业务容器读取

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: git-source-demo
spec:
  initContainers:
  - name: clone
    image: alpine/git:latest
    args:
    - clone
    - --depth=1
    - https://github.com/kubernetes/website.git
    - /work/repo
    volumeMounts:
    - name: source
      mountPath: /work
  containers:
  - name: reader
    image: busybox:1.36
    command: ["sh", "-c"]
    args: ["ls -lah /source && sleep 3600"]
    volumeMounts:
    - name: source
      mountPath: /source
      subPath: repo
  volumes:
  - name: source
    emptyDir: {}

init Container 必须成功完成，业务容器才会启动；这种方式只会在 Pod 创建时克隆一次，如果仓库发生变化，Pod 中的内容不会自动更新

临时卷和持久卷

emptyDir 与 hostPath 都没有解决应用在不同节点之间长期保存数据的问题

emptyDir
  -> 跟随 Pod 生命周期
  -> Pod 删除后数据消失

hostPath
  -> 跟随节点
  -> Pod 换到其他节点后数据不同

持久存储
  -> 独立于 Pod
  -> 可以通过 PVC 交给 Pod 使用

对于数据库、用户上传文件等重要数据，通常需要 PersistentVolume、PersistentVolumeClaim、StorageClass 和 CSI 存储；后面的章节会继续学习

总结

Kubernetes 的卷由 volumes 定义来源，由 volumeMounts 决定容器中的挂载位置

emptyDir 适合 Pod 内的临时共享数据，hostPath 适合少量确实需要访问节点文件的系统组件；它们都不能代替真正的持久存储

早期的 gitRepo 卷已经过时，需要改用 init Container 加 emptyDir；使用 hostPath 时，也应首先考虑节点依赖和安全风险

这一章说实话，我没怎么理解到位，因为生成的资料没有逻辑感，而我又是头一次看，所以文章质量不怎么高

愿诸君顺遂