什么是docker的写时复制（CoW）?有什么作用？
问题一个问题：docker CoW你知道是什么吗？
1、什么是CoW?
CoW = Copy-On-Write
也就是，你经常会听到的一个词，叫做：写时复制。
那么，到底什么是写时复制，究竟有什么样的作用呢？
2、CoW有什么作用？
下面的部分，咱们就逐一进行揭晓：
首先，写时复制策略，是一种共享、拷贝文件的方法，用以最大化的提高效率。我们都知道，镜像是以多层的的方式存在的，如果有一个文件，在镜像的较低层中已经存在了，当其他的层需要读取这个文件的时候，就只是使用这个已经存在的文件。
是不是，听着有点懵，没关系，我们接着看：当第一次，另外的一个层需要修改这个文件的时候（构建镜像和运行容器的场景），在较低层中的文件被拷贝到这个需要的层，然后进行修改。简单来说，就是需要修改哪个文件，就拷贝哪个文件，然后进行修改，这样在构建或者运行容器，修改文件时，就最小化了拷贝的I/O的大小。同时，后面的层，无论是容器的可写层，还是镜像层的大小也将保持比较小的大小。
3、CoW的好处？
下面的部分，我们更加详细的解释，CoW策略的好处：
3.1、共享镜像层减少镜像的大小
先说第一个最大的好处：共享的好处，减少镜像的大小。
当通过docker pull命令从镜像仓库拉取镜像，当本地没有这个镜像的时候，镜像的每一层都会被单独的拉取下来，然后存储到docker所在主机的存储目录中。
镜像的每一层都存储在自己的目录中，这些目录在docker宿主机的本地存储区域中（比如某个目录下，一般/var/lib/docker/<存储驱动>，当然可以修改目录的地址）。
假如，有2个Dockerfile，第一个创建一个镜像，名字：acme/my-base-image:1.0
# syntax=docker/dockerfile:1 FROM alpine RUN apk add --no-cache bash
第2个镜像，基于这个镜像（from），然后，增加了一些额外的层
# syntax=docker/dockerfile:1 FROM acme/my-base-image:1.0 COPY . /app RUN chmod +x /app/hello.sh CMD /app/hello.sh
第2个镜像包含了第1个镜像的所有的层，然后增加了一些其他的层。
由于docker在构建第1个镜像的时候，已经有了所有的层，所以呢，就不需要再次的拉取这些层。简单来说，就是这2个镜像在某些层上是共用的。
如果通过以上的2个Dockerfile来构建镜像，可以使用dokcer images 和 docker image history 命令看到，这些共享层的加密ID是相同的。
并且，共享的镜像的层，在docker的存储目录中，只有一份。同时呢，即使在向镜像仓库推送、存储的时候，也仅仅是存储一份，也是共享的。共享镜像层，也减少网络贷款和存储空间的大小。
3.2、复制使容器更高效
我们都知道，当启动一个容器的时候，会在所有的层上面增加一个可写的容器层。容器对于文件系统的任何的修改，都存储在这个层里面。最重要的，任何容器不会修改的文件，都不会被拷贝到这个可写层中来。也就是说，可写层会尽可能的小。
当需要在容器中对一个已经存在文件做修改时，存储驱动会执行一个写时拷贝的动作。具体的步骤如下（针对overlay2存储驱动）：
- 在镜像层中搜索该文件的最新版本。整个的搜索文件的过程，先从最上层，也就是最新的层开始，然后一直到最基础的层，每次只搜搜一层（当然，前提是当前层，没有找到）。当这个文件被找到的时候，会将这个文件加载到缓存中，为后续的操作做好准备。
- 将文件拷贝到容器的可写层
- 所有的修改，都是在这个文件的拷贝上执行的，容器无法看到存在于底层的只读状态的文件的拷贝。也就是说，对于容器来说，不管底层的文件的，只是对需要的文件的副本进行修改。
记住，对于容器来说，那些需要写大量数据的容器会消耗比较大的空间。因为，当进行写的操作的时候，会消耗容器的可写层的空间。
注意：修改文件的元数据（比如文件的权限，所有者），同样会执行拷贝的动作，因此，也会将文件拷贝到可写层。
注意，注意！文件的拷贝的操作是有性能的开销的。对于大文件，多镜像层，多级的目录树来说，这样的影响会比较显著。
所以，简单来说，只是在可写层，对需要的文件进行拷贝，也减少了容器层的大小。
同时，对于容器的启动来说，仅仅是执行命令即可，减少容器的启动时间。
4、总结
我们来总结一下，CoW是什么，好处是什么？
CoW(Copy On Write):写时复制
好处：
- 共享镜像层，减少镜像大小、占用存储空间大小
- 减少容器大小
- 减少容器的启动时间
- 当多个容器使用相同镜像时，只需创建可写层
对比：
如果Docker每次创建一个新容器时都必须对底层映像堆栈进行完整的复制，那么容器创建时间和磁盘空间的使用将会显著增加。这类似于虚拟机的工作方式，每个虚拟机有一个或多个虚拟磁盘。
