OverlayFS

定义

OverlayFS 是 Linux 内核内置的一种联合挂载（union mount）文件系统，可以把多个目录层叠加为一个统一的文件系统视图，2014 年并入内核 3.18 版本。

原理

OverlayFS 由三部分组成：一个或多个只读的下层（lowerdir）、一个可写的上层（upperdir）以及合并后的挂载点（merged）。读取文件时自上而下查找；修改下层文件时触发写时复制（copy-up），把文件复制到上层再修改；删除文件则在上层放置“白障”（whiteout）标记遮盖下层。

在容器中的应用

容器镜像天然是分层结构：基础镜像与每条构建指令各成一层，全部只读；容器启动时再叠加一个可写层。Docker 的 overlay2 存储驱动正是基于 OverlayFS 实现，这使得多个容器可以共享同一份镜像层，只为各自的改动占用空间，镜像分发与容器启动都因此高效。

优缺点

优点是实现简单、性能好、内核原生支持；局限包括不完全符合 POSIX 语义（如某些 rename 行为）、大文件的首次修改会有整文件复制的开销。