文件映射相当于将一个磁盘文件映射到内存中，通过 mmap 的方式，后面我们读写此文件的时候，就可以通过读写内存来操作此文件。本文我们测试一下通过 mmap 映射磁盘文件到内存中，docker 对其的支持情况。
一、提出问题
- 容器重启后，映射的文件是否可以保留
- 不同容器之间，容器与宿主机之间。文件是否可见
第二个问题很好回答，我们都知道，对于不同的容器环境，文件系统已经做了隔离。宿主机和容器之间也是。
二、测试验证
我们先来写两个程序，分别将磁盘文件映射到内存中。一个程序用于创建磁盘文件并写入数据，另一个程序则读取数据。
mmap_wr.cpp 程序用来创建一个磁盘文件，并且写入数据。如下：
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| #include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <string>
#define MMAP_SIZE 1024
int mmap_wr(const std::string& str) {
int fd = open("./mmap.txt", O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd < 0) {
std::cerr << "open mmap.txt failed, errno: " << errno << " msg: " << strerror(errno) << std::endl;
return -1;
}
lseek(fd, 500, SEEK_CUR);
write(fd, "\0", 1);
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
char* p_mmap;
p_mmap = (char*)mmap((void*)p_mmap, MMAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (!p_mmap) {
std::cerr << "mmap failed, errno: " << errno << " msg: " << strerror(errno) << std::endl;
return -2;
}
close(fd);
for (int i = 0; i < MMAP_SIZE-1 && i < str.size(); i++) {
*(p_mmap++) = str[i];
}
*p_mmap = '\0';
return 0;
}
int main(int argc, char** argv) {
if (argc != 2) {
std::cout << "place input param, example: ./mmap_wr hello_world" << std::endl;
return 0;
}
char* p_str = argv[1];
if (mmap_wr(p_str) < 0) {
std::cerr << "mmap write failed" << std::endl;
return -1;
}
std::cout << "mmap write success" << std::endl;
return 0;
}
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mmap_rd.cpp 程序，读取这个磁盘文件中的数据。如下：
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| #include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#define MMAP_SIZE 1024
int mmap_rd() {
int fd = open("./mmap.txt", O_RDONLY);
if (fd < 0) {
std::cerr << "open failed, errno: " << errno << " msg: " << strerror(errno) << std::endl;
return -1;
}
char* p_mmap = (char*)mmap(p_mmap, MMAP_SIZE, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
if (!p_mmap) {
std::cerr << "mmap failed, errno: " << errno << " msg: " << strerror(errno) << std::endl;
return -2;
}
close(fd);
char* p_str = p_mmap;
for (int i = 0; i < MMAP_SIZE-1; i++) {
char tmp = *(p_str + i);
if (tmp == '\0') {
break;
}
std::cout << tmp << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
int main() {
if (mmap_rd() < 0) {
std::cerr << "mmap read failed" << std::endl;
return -1;
}
std::cout << "mmap read success" << std::endl;
return 0;
}
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然后写 dockerfile，构建 docker 环境
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| FROM ubuntu:22.04
MAINTAINER noahyzhang<13572252156.163.com>
COPY ./mmap_wr /bin/
COPY ./mmap_rd /bin/
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我们使用命令：docker build -t "mmap_test:v1" ./ 来创建 docker 环境。
然后使用命令：docker run -it "mmap_test:v1" /bin/bash 进入 docker 环境。进行操作
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| # 创建文件，并且写入
root@69082a45e066:/# mmap_wr nihao
mmap write success
# 查看创建的文件
root@69082a45e066:/# ls -l mmap.txt
-rw------- 1 root root 501 Nov 25 12:19 mmap.txt
# 查看文件内容
root@69082a45e066:/# cat mmap.txt
nihao
# 使用文件映射查看文件内容
root@69082a45e066:/# mmap_rd
n i h a o
mmap read success
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至此，功能一切正常，我们再来看，容器重启前后，此文件是否还存在。
先执行 docker stop ，然后再执行 docker start。再来查看此文件 mmap.txt 是否存在。我们发现此文件还是存在的，并且内容也还保存着。
即说明：容器重启，通过 mmap 映射的磁盘文件还存在。
我们再来深究一下，我们在宿主机上进行查找：
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| # sudo find / -name "mmap.txt" 2>/dev/null
/var/snap/docker/common/var-lib-docker/overlay2/eead50e410dd90ba505590681d70f7de590f8437b1da22dfe6a644b33ffa56d4/diff/mmap.txt
/var/snap/docker/common/var-lib-docker/overlay2/c1d0c7de6c69610bb0706859c46b9b526cdedf4d666c0f5721c6aad2750190fe/diff/mmap.txt
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我们发现此文件存储在容器的可写文件系统中，因此即使容器重启，该文件也不会被删除，而是作为容器文件系统的一部分。
三、小结
本文通过测试，我们得到这么几点结论
- 容器的重启，mmap 映射的磁盘文件不会被删除
- 容器与容器、容器与宿主机之间，文件可以做到隔离，但非要在宿主机上找容器的文件，也能找到，不过没啥必要