1. 调整脏页缓存参数
脏页是已修改但未写入磁盘的内存页，合理设置脏页比例可平衡缓存效率与磁盘I/O。通过vm.dirty_ratio（脏页占内存的最大比例）和vm.dirty_background_ratio（触发后台写回的脏页比例）参数，减少频繁的磁盘写操作。例如：
echo 40 > /proc/sys/vm/dirty_ratio # 脏页占比上限设为40%
echo 10 > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio # 后台写回阈值设为10%
可通过sysctl -p使设置永久生效。
2. 优化vfs_cache_pressure参数
vm.vfs_cache_pressure控制内核回收inode和dentry缓存的倾向，默认值100表示积极回收。降低该值（如50）可增加文件系统缓存（如目录项、inode），减少重复的磁盘元数据读取：
echo 50 > /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure
sysctl -w vm.vfs_cache_pressure=50
```。
**3. 控制swappiness参数**
`vm.swappiness`决定内核使用交换分区（Swap）的倾向，值越高越易将内存数据换出到磁盘。减少Swap使用可避免磁盘I/O瓶颈，建议设为10以下（如10）：
```bash
echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness
sysctl -w vm.swappiness=10
```。
### 二、使用高效的挂载选项
**1. 启用noatime挂载**
`noatime`选项禁用文件访问时间的更新，减少不必要的磁盘写操作。编辑`/etc/fstab`文件，在对应挂载点添加`noatime`选项（如根分区）：
```bash
/dev/sda1 / ext4 defaults,noatime 0 0
修改后重新挂载：
mount -o remount /
```。
**2. 使用relatime挂载（可选）**
若需保留访问时间的基本功能（如邮件客户端），可使用`relatime`选项，仅在访问时间超过24小时或文件被修改时更新，平衡性能与功能：
```bash
/dev/sda1 / ext4 defaults,relatime 0 0
```。
### 三、采用高级缓存技术
**1. 使用tmpfs缓存临时文件**
`tmpfs`是将内存作为文件系统的虚拟文件系统，适合存储临时文件（如`/tmp`），避免磁盘I/O。编辑`/etc/fstab`添加：
```bash
tmpfs /tmp tmpfs defaults,size=512M 0 0
或临时挂载：
mount -t tmpfs -o size=512M tmpfs /tmp
```。
**2. 配置SSD缓存（Bcache/LVM Cache）**
对于HDD，可使用SSD作为缓存设备加速读写：
- **Bcache**：将SSD作为HDD的缓存层，需安装`bcache-tools`并配置内核模块；
- **LVM Cache**：通过LVM将SSD创建为缓存卷，关联到HDD逻辑卷。
具体步骤可参考CentOS文档或社区指南。
### 四、优化应用程序缓存
**1. 使用内存缓存系统**
通过Redis、Memcached等内存缓存系统，存储频繁访问的数据（如数据库查询结果、会话信息），减少对磁盘的直接访问。例如，用Redis缓存数据库查询：
```python
import redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
data = r.get('key') # 先从Redis获取
if not data:
data = query_database() # 若Redis无数据，再查数据库
r.set('key', data) # 存入Redis
```。
**2. 应用层优化I/O操作**
- 使用`pread`/`pwrite`系统调用：避免改变文件偏移量，减少磁盘寻址时间；
- 批量读写：合并多个小I/O操大操作，降低磁盘寻道次数；
- 异步I/O：使用`libaio`库实现非阻塞I/O，提高并发效率。
### 五、监控与持续调优
**1. 监控缓存与I/O性能**
使用以下工具定期检查系统状态：
- `free -h`：查看内存与缓存使用情况；
- `vmstat 1`：监控内存、I/O、CPU等指标；
- `iostat -x 1`：查看磁盘I/O详细信息（如读写延迟、吞吐量）；
- `iotop`：识别高I/O消耗的进程。
**2. 定期清理缓存（谨慎使用）**
若内存紧张，可手动清理缓存释放内存，但会暂时降低缓存命中率：
```bash
sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches # 清理页缓存、dentry、inode缓存
建议在低峰期操作，避免影响业务。
通过以上方法，可有效利用CentOS的缓存机制减少磁盘I/O，提升系统整体性能。需根据实际场景（如内存大小、磁盘类型、应用需求）调整参数，避免过度优化导致系统不稳定。
