UnionFS是Docker实现写时复制（CoW）的底层机制，通过lowerdir（只读镜像层）、upperdir（容器可写层）和merged（统一挂载视图）三层分工，以完整文件为粒度触发复制：修改或删除lowerdir文件时复制全量或生成.whiteout标记，新建文件直写upperdir，多容器共享lowerdir但upperdir完全隔离。
UnionFS 是 Docker 实现写时复制（Copy-on-Write，CoW）的底层文件系统机制，它不靠魔法，而靠三层目录的分工与文件粒度的精确控制。
lowerdir、upperdir 和 merged 三目录各司其职
Docker 默认使用 overlay2 驱动，实际在磁盘上维护三个关键目录：
- lowerdir：多个冒号分隔的只读路径，对应镜像的每一层（如基础系统、软件包、应用代码），顺序靠前的层优先级低，被后层覆盖
- upperdir：单个可写目录，属于当前容器独有，所有新增、修改、删除操作都落在此处，初始为空
- merged：对外暴露的统一挂载点，即容器内看到的 / 根文件系统，进程读写时完全感知不到多层叠加
CoW 不是“一写就复制”，而是“首次写同路径才触发”
复制动作只在真正需要写入时发生，且以完整文件为单位，不是按块或字节：
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- 修改一个存在于 lowerdir 中的文件（如 echo "new" > /etc/hosts）→ 系统把原文件从某镜像层完整拷贝到 upperdir，再编辑副本
- 删除一个 lowerdir 中的文件（如 rm /bin/bash）→ upperdir 中生成 .wh.bin/bash 白名单文件，遮蔽下层同名项，原始内容不动
- 新建一个原不存在的文件（如 touch /app/log.txt）→ 直接写入 upperdir，无复制开销
- 反复读取文件（如 cat /etc/passwd）→ 始终走 lowerdir，零拷贝，不触发 CoW
共享与隔离靠层哈希与路径解析实现
镜像层本质是只读的差分快照，每层以 SHA256 哈希命名存储：
- 多个镜像若共用某层（比如都基于 debian:12-slim），Docker 只保留一份物理数据，所有引用指向同一目录
- 容器启动时，overlay2 在镜像层顶部动态叠加一个独立 upperdir，不同容器的 upperdir 完全隔离
- 访问路径时，UnionFS 从 merged 视图出发，优先查找 upperdir；未命中则逐层向下扫描 lowerdir，找到第一个匹配即返回
- 同名文件天然被上层覆盖——例如基础层有 /bin/bash，应用层 COPY 新版，容器里就只能看到新版
删除不省空间，修改让容器层变大，都是 CoW 的自然结果
理解这些行为，就能解释常见现象：
- 删文件不释放磁盘空间，是因为只是加了 .wh.* 标记，原始文件仍在 lowerdir 中
- 改一个配置文件会让容器层变大，是因为整个文件被复制进 upperdir，哪怕只改一行
- 多个容器用同一镜像却互不干扰，是因为它们共享 lowerdir，但 upperdir 各自独立
- 镜像不可变，是因为所有运行时改动都被拦截并导向 upperdir，lowerdir 始终只读
