Linux缓存如何配置和管理

一、缓存类型与作用

• 页面缓存（Page Cache）：缓存文件数据，减少磁盘I/O，支持预读优化。
• 目录项缓存（Dentry Cache）：缓存目录结构，加速路径解析。
• inode缓存：缓存文件元数据（权限、大小等），减少磁盘访问。
• 缓冲区缓存（Buffer Cache）：缓存块设备数据，提升读写效率（现代系统逐渐被Page Cache取代）。

二、配置与管理方法

1. 查看缓存状态

• 内存与缓存概览：free -h（显示缓存占用）。
• 详细内存统计：cat /proc/meminfo（含缓存具体数据）。
• 缓存命中率监控：cachestat（需安装）。

2. 调整内核参数

• 脏页控制：
  vm.dirty_ratio：脏页占内存比例阈值（默认20%），超过则触发写回。
  vm.dirty_background_ratio：后台写回的脏页比例阈值（默认10%）。
  示例：sudo sysctl -w vm.dirty_ratio=10。
• 缓存回收策略：
  vm.vfs_cache_pressure：控制内核回收缓存的倾向（值越大回收越积极，默认100）。
  vm.swappiness：控制内存不足时交换空间的使用倾向（0-100，0表示尽量保留缓存）。

3. 手动清理缓存（谨慎操作）

• 清理所有缓存：
  sync（先同步数据到磁盘）。
  echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches（清理页缓存、目录项缓存、inode缓存）。
• 针对性清理：
  echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches（仅清理页缓存）。
  echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches（清理目录项和inode缓存）。

4. 优化策略

• 文件系统缓存：
  • 启用预读：readahead工具或/proc/sys/vm/readahead参数。
  • 对频繁访问的文件使用mmap（内存映射文件）。
• 交换缓存：
  合理设置swappiness，避免过度交换导致性能下降。
• 应用层缓存：
  • 数据库：利用查询缓存（如MySQL的query_cache）。
  • Web服务：使用Redis/Memcached缓存热点数据。

三、注意事项

• 避免频繁清理：缓存清理可能导致性能波动，建议在低负载时操作。
• 测试优先：生产环境调整前，先在测试环境验证参数效果。
• 监控优先：通过vmstat、iostat等工具持续监控缓存使用情况。

四、工具推荐

• 实时监控：htop（可视化内存与缓存）、iotop（磁盘I/O监控）。
• 日志分析：dmesg（查看内核缓存相关日志）。

参考来源：