Docker Overlay2 空间优化

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分析

overlay2 目录占用磁盘空间较大的原因通常与 Docker 容器和镜像的存储机制以及它们的长期累积相关，其实我之前在 Docker 原理那里已经提到过了。

通常时以下几种原因导致：

• 大量的镜像和容器层

  每次运行一个 Docker 容器时，它都会从镜像中创建一个新的写层（之前提到的写时复制机制），这个层存储了容器运行时的所有文件修改。如果有很多容器运行或停止，但未被删除，overlay2 目录中的层（例如 diff 和 merged 目录）会占用大量空间。

  注意的是：每次启动或停止容器，Docker 会创建新的层，这些层没有被清理会长期占用空间，即使容器不再运行，其数据层依然占据磁盘空间。

• 未删除的旧镜像

  Docker 会将所有拉取的镜像保存在本地，如果没有及时删除不再使用的镜像，这些镜像的层也会持续占用空间。因为每个 Docker 镜像都由多个层组成，每一层都会占用磁盘空间，且这些层存储在 overlay2 目录下。

• 容器内文件的增多

  容器内的写操作（例如应用日志、临时文件等）都会写入 overlay2 的 diff 层。如果某些容器产生了大量文件（例如日志文件、缓存等），这些文件会导致存储层膨胀。

• 日志文件过大

  如果 Docker 容器产生了大量日志，特别是在没有对日志大小进行限制的情况下，日志文件会持续增长，占用大量空间。

• 未清理的缓存和未使用的镜像层

  Docker 在构建镜像或运行容器时，会生成大量的缓存数据。这些数据在 overlay2 中存储，如果没有定期清理，长期累积会占用大量磁盘空间。

• 挂载卷中的数据未清理

  容器运行时，挂载到容器中的数据卷可能存储了大量的数据，特别是当某些服务（如数据库、文件处理应用）生成大量数据时。

优化

数据路径规划

我们可在 Docker 配置文件中进行指定：

vim /etc/docker/daemon.json

{..."data-root": "/data/docker","log-driver": "json-file",...
}

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service

配置后，重启 Docker 服务即可生效。

日志大小限制

有时，对于频繁产生大量日志的应用程序来说，如果你 Docker 服务没有对容器日志做限制，那必将会占用宿主机磁盘容量。

我们可在 Docker 配置文件中进行限制：

vim /etc/docker/daemon.json

{..."log-opts": {"max-size": "60m","max-file": "3"},...
}

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service

配置后，重启 Docker 服务即可生效。

overlay2 大小限制

verlay2 是 Docker 默认的存储驱动之一，它将文件系统的多个层叠加在一起，并使用写时复制 (CoW) 来实现容器文件系统的管理。

查找 overlay2 目录中占用空间最多的文件：

du -sh /data/docker/overlay2/* | sort -h

这样可以通过 overlay2 ID 匹配对应的容器 ID，就可以找出产生大数据的容器，进行快速定位：

docker inspect --format='{{.GraphDriver.Data.MergedDir}} {{.ID}}' $(docker ps -aq)

此时就可以找出这个容器了：

docker ps

但要注意的是，overlay2 目录下的数据不能轻易手动删除，否则容器异常。虽然 overlay2 本身并没有直接的大小限制，但由于它依赖于底层文件系统（通常是 ext4 或 xfs），存储大小的限制通常由底层文件系统决定。

可以通过 storage-opts 配置来限制每个容器的写层大小。这样可以防止容器无限制地增长，占用所有的磁盘空间。

{..."storage-opts": ["overlay2.override_kernel_check=true","overlay2.size=10G"]...
}

这个配置会为每个容器的写层分配 10GB 的空间。当容器超过此限制时，会出现磁盘已满的错误。

注意，overlay2.size 仅在 Docker 使用 xfs 文件系统并启用 d_type 支持时有效。但是不建议通过此方法限制 overlay2 大小，而是部署服务前就应该做好了服务器磁盘容量规划，并实时监控服务器健康状态。

清理冗余数据

1、查看 docker 整体数据容量

du -sh /data/docker

2、查看镜像、容器、数据卷和构建缓存大小

docker system df

a. 可释放 15.63GB 未使用的容器镜像空间

docker image prune

如果想删除所有未使用的镜像（包括无标签的 dangling 镜像），可以使用：

docker image prune -a

b. 停止并删除未使用的容器

docker container prune

c. 清理未使用的网络

docker network prune

d. 清理系统缓存（移除未使用的网络、卷和构建缓存）

docker system prune -a

总结

一切的优化均基于理论+实践。