Linux Overlay文件系统是一种联合文件系统,它通过将多个文件系统的内容合并呈现给用户,从而提供一种灵活的方式来管理和访问持久数据。其工作原理主要包括以下几个方面:
基础文件系统(Base Filesystem):这是OverlayFS中的最底层文件系统,包含了所有其他文件系统所没有的持久数据。
覆盖文件系统(Overlay Filesystems):这些是附加在基础文件系统之上的额外文件系统。每个覆盖文件系统都包含一组特定的文件和目录,这些文件和目录将被合并到基础文件系统中。
工作目录(Work Directory):这是当前正在使用的覆盖文件系统的目录。当访问一个文件时,OverlayFS会在工作目录中查找该文件。如果在当前工作目录及其父覆盖文件系统中找不到文件,OverlayFS会按照从下到上的顺序检查其他覆盖文件系统,直到找到文件或到达最顶层的基础文件系统。
合并策略(Merge Strategy):OverlayFS使用一种称为“最后写入者胜出”(last writer wins)的策略来合并覆盖文件系统。这意味着,如果有多个覆盖文件系统包含相同的文件,那么位于顶层的覆盖文件系统中的文件将被保留,而较低层覆盖文件系统中的文件将被覆盖。
上下合并:OverlayFS的核心功能之一是将多个目录(通常是一个只读层和一个可写层)合并成一个单一的虚拟文件系统视图。这种合并方式允许用户同时访问和操作多个层中的文件,而不需要手动切换或复制文件内容。
同名文件覆盖:当上下层目录中存在同名文件时,OverlayFS会优先显示上层目录(upperdir)中的文件,隐藏下层目录(lowerdir)中的同名文件。
同名目录合并:当下层目录(lowerdir)和上层目录(upperdir)都有一个同名的子目录时,OverlayFS会将这两个目录的内容合并在一起显示给用户。
写时拷贝(Copy-on-Write, CoW):当对合并视图中的文件进行写操作时,OverlayFS会将下层目录中的只读文件复制到上层目录,并在上层目录中进行修改。这种写时拷贝机制确保了下层目录的只读性不受影响,同时提供了对文件的写访问能力。
OverlayFS的主要应用场景是在容器化环境中,可以将基础镜像作为只读文件系统层,并通过Overlay文件系统在其上创建一个可读写的文件系统层。这样,可以轻松地在容器中进行文件的修改和添加,而不会影响到基础镜像的完整性。