容器技术：镜像与容器存储的核心支撑
OverlayFS是Docker、Kubernetes等容器化技术的底层核心组件，主要用于镜像分层存储与容器运行时文件系统管理。Docker镜像由多个只读层（每一层对应一次文件系统变更，如安装软件、修改配置）叠加而成，OverlayFS将这些层整合为一个统一的只读视图，避免了镜像文件的重复存储。当从镜像创建容器时，OverlayFS会在镜像层之上添加一个可写层（upperdir），容器内的所有修改（如文件创建、编辑）都会写入这一层，而不会影响基础镜像层（lowerdir）。这种设计实现了镜像的高效共享（多个容器可共用同一基础镜像层），减少了存储空间占用；同时支持容器的快速启动（仅需拉取必要的镜像层），提升了部署效率。此外，可写层与只读层的分离也便于镜像版本的回滚（只需切换至上层即可恢复到之前的状态）。
设备树动态调整：嵌入式系统的硬件适配解决方案
在嵌入式Linux系统中，设备树（Device Tree）用于描述硬件设备的拓扑结构和属性。当遇到寄存器地址错误、新增设备节点（如新型传感器）或屏蔽冲突硬件等问题时，传统方式需要重新编译内核或基础设备树，过程繁琐且容易出错。OverlayFS通过加载设备树片段（.dtbo文件），动态修改运行时设备树，无需重新编译内核或基础设备树。例如，修复旧版SoC的NAND控制器驱动适配问题时，可通过OverlayFS加载对应的.dtbo文件，动态调整设备树中的寄存器地址或设备节点属性，快速解决硬件兼容性问题。
大目录合并：数据迁移与统一视图的需求
OverlayFS支持将多个目录（如/data1、/data2）叠加到一个统一目录（/merged）中，保持原有的目录结构，适用于需要合并大目录的场景。例如，医学影像系统（PACS）在数据迁移过程中，需要将旧存储设备中的影像数据与新存储设备中的数据合并，同时保持目录结构的完整性（如按患者ID、检查时间分类）。通过OverlayFS叠加新旧目录，应用程序无需修改代码即可访问合并后的统一视图，确保数据迁移过程中服务的连续性。
轻量级沙箱：隔离的测试与实验环境
OverlayFS可用于创建隔离的文件系统环境（沙箱），用户在不影响基础系统的情况下进行软件测试、实验或开发。例如，开发人员需要在系统中测试新版本的数据库软件，但不想影响生产环境的数据库文件。通过OverlayFS创建一个沙箱目录，将基础系统的根目录作为只读层（lowerdir），测试目录作为可写层（upperdir），所有测试操作（如安装依赖、修改配置文件）都会写入可写层，测试完成后只需删除沙箱目录即可恢复系统状态，避免了对基础系统的破坏。
文件系统版本管理：灵活的变更与回滚
OverlayFS的层叠特性支持文件系统的动态修改与版本管理。例如，企业需要对服务器文件系统进行定期升级（如更新配置文件、安装补丁），但担心升级失败导致系统无法启动。通过OverlayFS创建一个新的可写层，在该层上进行升级操作（如修改/etc目录下的配置文件），若升级成功则保留该层，若失败则切换回之前的只读层（基础文件系统），实现无风险的版本回滚。这种方式无需备份整个文件系统，节省了存储空间和时间。
系统维护：只读根文件系统的安全保障
在系统维护过程中，OverlayFS可用于创建只读根文件系统（将基础系统目录作为lowerdir，不设置可写层），防止未经授权的修改（如恶意软件篡改系统文件、用户误操作）。例如，公共服务器或嵌入式设备（如ATM机）需要保证系统文件的完整性，通过OverlayFS设置只读根文件系统，所有修改操作都会被限制在可写层（若存在），重启后系统会自动恢复到原始状态，提升了系统的安全性。
