Overlay文件系统如何工作

Overlay文件系统通过联合挂载将多个目录层（lowerdir、upperdir等）合并为统一视图，核心工作流程如下：

1. 组成结构

   • lowerdir：只读层，存储基础文件（如容器镜像层）。
   • upperdir：可写层，保存用户修改的数据。
   • merged：最终呈现的合并视图，用户直接访问。
   • workdir：临时工作目录，确保操作原子性（如删除时创建whiteout文件）。

2. 关键操作逻辑

   • 文件读取：
     1. 先在upperdir查找，存在则直接读取。
     2. 不存在则到lowerdir查找，支持多层lowerdir叠加。
   • 文件修改：
     • 若修改upperdir已有文件，直接写入upperdir。
     • 若修改lowerdir文件，触发写时复制（CoW）：将文件从lowerdir复制到upperdir，再在上层修改。
   • 文件删除：
     • 删除lowerdir文件时，在upperdir创建whiteout文件（隐藏lower层文件）。
     • 删除upperdir文件时，标记为opaque（直接删除）。

3. 特性与优势

   • 节省空间：仅存储差异数据，避免重复拷贝基础层。
   • 性能优化：多数操作在upperdir完成，减少磁盘IO。
   • 原子性操作：通过workdir确保修改的完整性。

典型应用：Docker容器存储、Live CD/USB、软件测试环境等。
挂载命令示例：

mount -t overlay overlay -o lowerdir=/lower1:/lower2,upperdir=/upper,workdir=/work /merged