Docker 存储驱动该选哪个？overlay2 和其他驱动的区别

Docker 镜像的每一层怎么存、容器怎么在只读层上写入、不同存储驱动有什么性能差异——理解存储驱动的工作原理，能帮你解决容器写入慢、镜像占磁盘、数据丢失这些问题。

容器文件系统的分层结构

Docker 镜像由多个只读层组成，容器启动时在最上面加一层可写层：

shell
┌─────────────────────┐
│   可写层（容器层）    │  ← docker run 产生的可写层
├─────────────────────┤
│   镜像层 3（App）    │  ← COPY / RUN 指令产生的层
├─────────────────────┤
│   镜像层 2（Runtime）│
├─────────────────────┤
│   镜像层 1（OS 基础） │
└─────────────────────┘

• 只读层：镜像的每一层都是只读的，多个容器可以共享同一组只读层
• 可写层：容器的所有修改（新建文件、修改配置、写日志）都写在这层
• 容器删除后，可写层一起消失——这就是为什么容器内写的数据会丢

Copy-on-Write 机制

容器修改镜像中的文件时，不是直接改只读层——而是把文件复制到可写层再修改：

bash
# 镜像里有个 /etc/config.yml
# 容器内修改它：
echo "new value" >> /etc/config.yml

# 发生了什么：
# 1. 从只读层复制 config.yml 到可写层
# 2. 在可写层修改
# 3. 后续读这个文件时读可写层的版本（遮盖了只读层的原始文件）

CoW 的性能影响：第一次修改大文件时会比较慢（需要完整复制）。频繁修改大文件（比如数据库的数据文件）不适合放在容器可写层——应该用 Volume。

主流存储驱动对比

驱动	文件系统	适用场景	性能
overlay2	OverlayFS	默认推荐，所有 Linux 发行版	好
devicemapper	devicemapper	老系统、RHEL/CentOS 6	一般
btrfs	Btrfs	需要快照、子卷管理	写入好，读取一般
zfs	ZFS	需要数据完整性校验	功能强但内存需求大

overlay2：默认且最优

overlay2 是当前 Docker 的默认存储驱动，也是性能最好的：

bash
# 查看当前存储驱动
docker info --format '{{.Driver}}'
# overlay2

overlay2 的工作方式：

shell
lowerdir（只读层）= 镜像的所有层
upperdir（可写层）= 容器的修改
merged  = 合并视图（容器看到的文件系统）

优势：

• 只有一层 lowerdir 目录，不像老版 overlay 有多层，inode 消耗少
• 页缓存共享——多个容器读同一个文件只占一份内存
• build 性能好——Docker Build 时层操作都是 O(1)

99% 的场景用 overlay2 就对了，不需要换。

devicemapper：老系统的选择

RHEL/CentOS 6 时代内核不支持 OverlayFS，只能用 devicemapper。有两种模式：

• loopback（默认）：用文件模拟块设备，性能差，生产环境不能用
• direct-lvm：直接用 LVM 块设备，性能可以

json
// /etc/docker/daemon.json - direct-lvm 配置
{
  "storage-driver": "devicemapper",
  "storage-opts": [
    "dm.directlvm_device=/dev/sdb",
    "dm.thinp_percent=95",
    "dm.thinp_metapercent=1"
  ]
}

现在大部分系统已经支持 overlay2，不需要再折腾 devicemapper。

存储驱动和磁盘占用的关系

每个存储驱动管理镜像层的方式不同，磁盘占用差异很大：

bash
# 查看 Docker 占用的磁盘
docker system df

# 详细信息
docker system df -v

shell
TYPE            TOTAL   ACTIVE  SIZE    RECLAIMABLE
Images          15      5       4.2GB   2.1GB (50%)
Containers      8       3       120MB   80MB (66%)
Local Volumes   5       3       800MB   200MB (25%)
Build Cache     50      0       1.5GB   1.5GB (100%)

RECLAIMABLE 是可以回收的空间。清理命令：

bash
# 清理悬空镜像（没有标签的）
docker image prune

# 清理所有未使用的镜像
docker image prune -a

# 清理构建缓存
docker builder prune

# 一键全清
docker system prune -a

Volume：数据持久化的正确方式

容器可写层的数据会随容器删除而丢失。需要持久化的数据（数据库、日志、配置）用 Volume：

yaml
services:
  postgres:
    image: postgres:16
    volumes:
      - pg_data:/var/lib/postgresql/data  # 命名 Volume
      - ./init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql  # 绑定挂载

  app:
    image: myapp:latest
    volumes:
      - ./config:/app/config:ro  # 只读绑定挂载
      - app_logs:/app/logs       # 命名 Volume

volumes:
  pg_data:
  app_logs:

命名 Volume vs 绑定挂载

	命名 Volume	绑定挂载
存储位置	Docker 管理（/var/lib/docker/volumes/）	宿主机任意目录
性能	好（Docker 优化）	Mac/Win 上可能慢
可移植性	好	依赖宿主机路径
备份	docker volume inspect 找路径	直接访问宿主机目录
适用场景	数据库、应用数据	配置文件、代码挂载

存储驱动选择决策

你的情况	推荐驱动
Linux 内核 4.0+	overlay2（默认）
RHEL/CentOS 7+	overlay2
需要 ZFS 快照和校验	zfs
需要 Btrfs 子卷管理	btrfs
老系统无法升级内核	devicemapper (direct-lvm)

不确定就用 overlay2——它已经是默认选项了。除非有明确的特殊需求，否则不需要改存储驱动。