如何优化centos的缓存策略

一、监控缓存使用情况（优化基础）

在调整缓存策略前，需先了解系统缓存的使用状态，常用命令如下：

free -h：查看内存、缓冲区（Buffers）和缓存（Cached）的使用情况，区分“已用”与“可用”内存（可用内存=空闲+Buffers/Cached）。
vmstat 1：实时监控虚拟内存统计信息，重点关注cache（文件缓存）和buff（缓冲区缓存）的变化，以及si/so（磁盘交换）是否频繁。
iostat -x 1：分析磁盘I/O负载，间接判断缓存对I/O的缓解效果（如%util接近100%说明磁盘瓶颈，需优化缓存）。

二、调整内核缓存参数（核心优化）

内核参数直接影响缓存的分配、回收和使用效率，需根据系统场景调整：

vm.swappiness（交换空间使用倾向）
- 作用：控制内核将内存数据移至Swap分区的倾向（0-100，默认30）。值越高，越易使用Swap（物理内存充足时建议降低）。
- 优化：若系统内存≥8GB且无需Swap，可设置为10（减少Swap使用，提升内存访问速度）。
- 操作：
```
# 临时调整
echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness
# 永久生效（写入sysctl.conf）
echo "vm.swappiness=10" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p
```
vm.dirty_ratio与vm.dirty_background_ratio（脏页控制）
- 作用：dirty_ratio（默认20）表示脏页（未写入磁盘的内存页）占总内存的比例，超过则触发同步写入；dirty_background_ratio（默认10）表示后台异步写入的脏页阈值。
- 优化：适当增加这两个值（如dirty_ratio=40、dirty_background_ratio=10），可减少频繁磁盘I/O，提升缓存写入效率（适用于写密集型场景）。
- 操作：
```
echo "vm.dirty_ratio=40" >> /etc/sysctl.conf
echo "vm.dirty_background_ratio=10" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p
```
vm.vfs_cache_pressure（inode/dentry缓存回收倾向）
- 作用：控制内核回收目录项（dentry）和inode缓存的倾向（0-100，默认100）。值越高，越易回收缓存（内存紧张时建议降低）。
- 优化：设置为50（减少关键缓存回收，提升文件系统访问性能）。
- 操作：
```
echo "vm.vfs_cache_pressure=50" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p
```

三、优化文件系统缓存（提升IO效率）

文件系统缓存（Page Cache、目录缓存、inode缓存）是CentOS缓存的核心，需通过挂载选项和工具优化：

启用noatime挂载选项
- 作用：禁用文件访问时间（atime）更新，减少元数据写操作（适用于读多写少的文件系统）。
- 操作：编辑/etc/fstab，在对应挂载点添加noatime选项（如/dev/sda1 / ext4 defaults,noatime 0 1），然后执行mount -o remount /生效。

定期清理无用缓存

作用：手动释放Page Cache、目录项/inode缓存（不影响正在使用的缓存）。

操作：

# 清理Page Cache（1）
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
# 清理目录项和inode缓存（2）
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches
# 清理所有缓存（3，慎用）
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
# 建议先sync同步数据
sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

四、使用应用层缓存工具（减轻后端压力）

应用层缓存可减少对数据库、磁盘的直接访问，提升响应速度：

内存缓存（Redis/Memcached）
- 作用：存储频繁访问的数据（如会话、热点数据），减少数据库查询次数。
- 优化：根据数据量调整缓存大小（如Redis的maxmemory参数），设置合理的过期策略（如LRU）。
- 示例（Redis配置/etc/redis.conf）：
```
maxmemory 4gb
maxmemory-policy allkeys-lru
```

Web缓存（Nginx/Varnish）

作用：缓存静态资源（图片、CSS、JS）或动态内容，减少Web服务器负载。

Nginx配置示例（/etc/nginx/nginx.conf）：

proxy_cache_path /tmp/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
server {
    location /static/ {
        proxy_cache my_cache;
        proxy_cache_valid 200 302 10m;
        proxy_pass http://backend;
    }
}

Varnish配置示例（/etc/varnish/default.vcl）：

backend default {
    .host = "127.0.0.1";
    .port = "8080";
}
sub vcl_backend_response {
    set beresp.ttl = 1h;
}

五、硬件升级（终极优化）

若软件优化无法满足需求，可通过硬件升级提升缓存性能：

增加物理内存：内存是缓存的基础，增加内存可直接扩大缓存容量（如从8GB增至16GB），减少Swap使用。
使用SSD替代HDD：SSD的随机读写速度（约50k-100k IOPS）远高于HDD（约100-200 IOPS），可显著提升缓存数据的读取速度（尤其适用于数据库、Web服务器）。

六、注意事项

测试环境验证：所有参数调整前，需在测试环境验证效果，避免影响生产系统稳定性。
定期监控：优化后需持续监控缓存命中率（如Nginx的$upstream_cache_status、Redis的INFO stats）、内存使用情况，及时调整策略。
避免过度优化：缓存并非越大越好，需根据业务需求平衡内存使用与缓存效率（如内存紧张时，需减少缓存大小，保证关键进程运行）。