Docker概念相关

存储结构

overlay2文件存储

是 Docker 默认使用的存储驱动之一，属于联合文件系统（UnionFS）的一种实现。它通过分层叠加的方式管理容器镜像和容器运行时数据

一、镜像分层数据（Image Layers）

overlay2 将 Docker 镜像拆分为多个只读层，每层对应镜像构建过程中的一个操作（如 RUN、COPY 等指令）。这些分层数据存储在：

/var/lib/docker/overlay2/<layer_id>/diff/

每个分层的作用：

底层（base layer）：通常是基础镜像（如 ubuntu:latest）。

上层（delta layers）：每次镜像构建的增量修改（如安装软件、复制文件等）。

分层优势：

共享公共层：多个镜像可复用相同底层，节省磁盘空间。

增量更新：仅存储修改部分，加速镜像拉取和构建。

二、容器运行时数据（Container Runtime）

当容器运行时，overlay2 会创建可写层和元数据：

可写层（Writable Layer） 存储容器运行时的修改（如新增文件、修改配置），路径为： plaintext /var/lib/docker/overlay2//diff/

容器对文件的修改不会直接影响底层镜像，而是写入此层。 容器删除后，可写层数据默认会被清除。 元数据目录（Metadata） 包含容器的状态信息，如： plaintext /var/lib/docker/overlay2//merged/ # 合并后的文件系统视图 /var/lib/docker/overlay2//work/ # 临时工作目录

merged/ 目录将只读镜像层与可写层合并，形成容器看到的完整文件系统。 work/ 用于存储联合文件系统操作的临时数据。

三、镜像元数据与缓存

overlay2 还会存储镜像和容器的元数据及缓存：

镜像元数据 记录镜像分层的映射关系，位于： plaintext /var/lib/docker/overlay2/repositories.json

包含镜像标签、分层 ID、依赖关系等信息。 分层缓存（Layer Cache） 加速镜像拉取和构建的临时文件，如： plaintext /var/lib/docker/overlay2/layers/

四、核心目录结构解析

overlay2 的典型目录结构如下：

/var/lib/docker/overlay2/
├── <hash1>/            # 镜像层或容器的根目录
│   ├── diff/           # 分层文件内容（镜像层为只读，容器层为可写）
│   ├── link            # 指向父层的链接
│   ├── merged/         # 合并后的文件系统（仅容器存在）
│   └── work/           # 临时工作目录（仅容器存在）
├── <hash2>/            # 另一镜像层或容器
├── layers/             # 镜像层缓存
├── repositories.json   # 镜像元数据
└── overlay2.imx        # 内部元数据文件（如 inode 映射）

hash 通常由镜像层的校验和（如 sha256）生成。

容器的 hash 为容器 ID 的前 12 位字符。

五、联合文件系统的工作机制

overlay2 采用 写时复制（Copy-on-Write, CoW） 和 重定向（Redirect） 机制：

读操作：直接从底层镜像层读取文件。 写操作： 若修改已有文件，先将文件复制到容器的可写层，再修改（CoW）。 若新增文件，直接写入可写层。 删除操作：在可写层创建 .wh.<filename> 隐藏文件标记删除（Whiteout），而非真正删除底层文件。

六、空间管理与优化

磁盘占用分析 可通过以下命令查看 overlay2 存储使用情况：

docker system df  # 查看镜像、容器、缓存的空间占用
du -sh /var/lib/docker/overlay2  # 查看总占用

空间释放 清理无用镜像：docker image prune 清理停止的容器：docker container prune 清理构建缓存：docker builder prune 性能优化 调整 overlay2 配置（如 –storage-opt overlay2.override_kernel_check=true 绕过内核版本检查）。 使用 SSD 存储加速 IO 操作。