联合文件系统

联合文件系统（UnionFS）是一种轻量级的高性能分层文件系统，它支持将文件系统中的修改信息作为一次提交，并层层叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下，应用看到的是挂载的最终结果。联合文件系统是实现 Docker 镜像的技术基础。

Docker 镜像自身就是由多个文件层组成，每一层有基于内容的唯一的编号（层 ID）。可以通过 docker history 查看一个镜像由哪些层组成。对于 Docker 镜像来说，这些层的内容都是不可修改的、只读的。而当 Docker 利用镜像启动一个容器时，将在镜像文件系统的最顶端再挂载一个新的可读写的层给容器。容器中的内容更新将会发生在可读写层。当所操作对象位于较深的某层时，需要先复制到最上层的可读写层。当数据对象较大时，往往意味着较差的 IO 性能。因此，对于 IO 敏感型应用，一般推荐将容器修改的数据通过 volume 方式挂载，而不是直接修改镜像内数据。

Docker 目前支持的联合文件系统种类包括 AUFS、btrfs、Device Mapper、overlay、overlay 2、vfs、zfs 等。多种文件系统目前的支持情况总结如下：

• AUFS：最早支持的文件系统，对 Debian/Ubuntu 支持好，虽然没有合并到 Linux 内核中，但成熟度很高；

• btrfs：参考 zfs 等特性设计的文件系统，由 Linux 社区开发，试图未来取代 Device Mapper，成熟度有待提高；

• Device Mapper：RedHat 公司和 Docker 团队一起开发用于支持 RHEL 的文件系统，内核支持，性能略慢，成熟度高；

• overlay：类似于 AUFS 的层次化文件系统，性能更好，从 Linux 3.18 开始已经合并到内核，但成熟度有待提高；

• overlay 2：Docker 1.12 后推出，原生支持 128 层，效率比 Overlay FS 高，较新版本的 Docker 支持，要求内核大于 4.0；

• vfs：基于普通文件系统（ext、nfs 等）的中间层抽象，性能差，比较占用空间，成熟度也一般。

目前，AUFS 应用最为广泛，支持也相对成熟，推荐生产环境考虑。

所有的镜像和容器都存储都在 Docker 指定的存储目录下，以 Ubuntu 宿主系统为例，默认路径是 /var/lib/docker。在这个目录下面，存储由 Docker 镜像和容器运行相关的文件和目录。