OverlayFS（Overlay2）文件系统深度解析
Overlay2 是 Docker 默认使用的联合文件系统（Union Filesystem），用于管理容器镜像的分层存储和容器运行时文件系统的合并。它基于 Linux 内核的 OverlayFS 技术，是早期 aufs 和 overlay 的改进版本。
1. OverlayFS 的核心概念
OverlayFS 通过堆叠多层目录来实现文件系统的联合挂载，主要分为：
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Lower Dir（下层，只读）：通常是镜像层（Image Layers）。
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Upper Dir（上层，可写）：容器运行时新增或修改的文件。
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Work Dir（工作目录）：OverlayFS 内部用于准备文件的临时目录。
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Merged Dir（合并视图）：最终呈现给容器的统一文件系统。
2. Overlay2 在 Docker 中的工作方式
Docker 镜像采用分层存储，每一层都是一个只读文件系统（Lower Dir）。当启动容器时，Overlay2 会：
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镜像层（Lower Dir）：所有镜像层按顺序堆叠（如
base-image → apt-get install → copy files）。 -
容器层（Upper Dir）：在镜像层之上创建一个可写层，存储容器运行时的修改。
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合并视图（Merged）：将只读层和可写层合并，形成容器的完整文件系统。
3. 查看 Docker 的 Overlay2 存储结构
Docker 的 Overlay2 数据默认存储在 /var/lib/docker/overlay2/（如果你的示例中挂载在 /mnt/newdisk/docker/overlay2，说明 Docker 数据目录被迁移到了该磁盘）。
关键目录说明
/var/lib/docker/overlay2/ ├── <layer-id> # 每个镜像或容器层对应一个目录 │ ├── diff # 该层的实际文件内容（相当于 Lower Dir） │ ├── link # 短标识符（用于避免长ID路径问题） │ ├── lower # 指向父层的引用（如 `l/ABC123`） │ └── work # OverlayFS 内部工作目录 ├── l/ # 短链接目录（优化路径访问） └── <container-id> # 容器运行时目录├── merged/ # 合并后的文件系统（容器看到的视图）├── upper/ # 可写层（Upper Dir）└── work/ # OverlayFS 工作目录
4. 文件读写规则
| 操作类型 | 行为 |
|---|---|
| 读取文件 | 从最上层 Lower Dir 开始查找，直到找到该文件。 |
| 修改文件 | 文件若在 Lower Dir（只读），则先复制到 Upper Dir（写时复制，CoW），再修改。 |
| 删除文件 | 在 Upper Dir 创建 whiteout 文件（如 .wh.filename），隐藏 Lower Dir 中的文件。 |
| 新建文件 | 直接写入 Upper Dir。 |
5. df -h 显示多个 Overlay 挂载
overlay 334G 159G 160G 50% /mnt/newdisk/docker/overlay2/.../merged
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每个
merged目录对应一个正在运行的容器的合并视图。 -
由于多个容器可能共享相同的镜像层（Lower Dir），但每个容器有自己的 Upper Dir，因此
df可能会重复统计共享层（实际磁盘占用并非简单相加）。
6. Overlay2 的优点
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高效分层存储：多个容器共享相同的基础镜像层，节省空间。
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写时复制（CoW）：只有修改文件时才复制，减少磁盘 I/O。
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性能较好：相比
aufs和devicemapper，Overlay2 是 Docker 推荐的存储驱动。
7. 潜在问题与注意事项
（1）磁盘空间显示不准确
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df可能会重复计算共享层，实际占用比显示的要小。 -
用
docker system df查看 Docker 的真实磁盘使用情况：docker system df
输出示例：
TYPE TOTAL ACTIVE SIZE RECLAIMABLE Images 5 3 2.1GB 800MB (38%) Containers 3 1 300MB 300MB (100%) Local Volumes 2 1 500MB 500MB (100%)
（2）清理无用数据
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删除无用镜像、容器和卷：
docker system prune -a # 清理所有未使用的对象 docker volume prune # 清理未使用的卷
（3）大文件导致磁盘占满
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容器日志或应用程序写入的大文件可能堆积在 Upper Dir。
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检查容器日志大小：
docker logs <container-id> --tail 100 # 查看日志
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限制日志大小（在
docker run时添加--log-opt max-size=10m）。
8. 进阶：手动调试 Overlay2
如果想直接查看某个容器的文件系统：
# 找到容器的 Merged Dir（需 root 权限） docker inspect <container-id> | grep MergedDir# 进入合并后的文件系统 ls /var/lib/docker/overlay2/<container-id>/merged
总结
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Overlay2 是 Docker 的分层存储引擎，通过联合挂载实现高效的文件管理。
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Lower Dir（镜像层）只读，Upper Dir（容器层）可写，
merged是最终视图。 -
df -h可能显示重复统计，建议用docker system df查看真实占用。 -
定期清理无用镜像和日志，避免磁盘占满。
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