centos缓存策略怎么选

CentOS 缓存策略选择指南

一、先明确缓存层次与取舍原则

• 操作系统页缓存（Page Cache）：由内核自动管理，目标是用空闲内存加速文件读写；一般无需手动设定“大小”，应优先保障应用可用内存，避免频繁清理缓存。
• 虚拟内存与交换（swap、swappiness）：控制内存紧张时是否、何时使用磁盘交换；权衡是延迟稳定性还是内存利用率。
• 块设备与文件系统：如挂载选项（如 noatime）、I/O 调度器选择，影响元数据与读写路径的性能。
• 应用层缓存：如 Nginx/Apache 反向代理或内容缓存、DNS（nscd）、数据库缓冲池（如 InnoDB buffer pool），往往收益最大。
• 网络文件系统：对 NFS 可启用 FS-Cache/CacheFiles 做本地读缓存，加速重复访问。以上层次与取舍适用于 CentOS 7/8/Stream，具体命令与路径可能随版本略有差异。

二、通用场景推荐配置

• 数据读多写少、追求吞吐与响应（数据库、静态资源服务）

  • 内核与文件系统
    • 保持内核页缓存自动管理，避免手动 drop_caches；仅在特殊问题排查时临时使用：先执行 sync，再按需写入 1/2/3 到 /proc/sys/vm/drop_caches。
    • 挂载选项优先加上 noatime（必要时 nodiratime），减少元数据写放大。
    • 适度降低 vm.vfs_cache_pressure（如从默认 100 调整到 50 左右），让内核更倾向保留目录项/索引节点缓存（dentry/inode）。
    • 视负载调整脏页刷写阈值：提高 vm.dirty_background_ratio（如 10）与 vm.dirty_ratio（如 40），让后台更早、更平滑地回写，减少抖动（需结合实际 I/O 能力测试）。
  • 交换策略
    • 服务器通常建议较低 vm.swappiness（如 10–30），避免频繁换入换出；若内存充足可更低，若易 OOM 可适当提高。
  • 应用层
    • Web 反向代理：启用 Nginx proxy_cache 或 Varnish，为可缓存内容设置合适 Cache-Control/过期 与缓存容量（如 keys_zone、max_size、inactive）。
    • DNS：启用 nscd 做解析结果缓存，缩短重复查询时延。
    • 数据库：优先调大引擎缓冲池（如 InnoDB buffer pool），让热点数据尽量留在内存中。

• 写密集、低延迟敏感（日志、消息、交易型写入）

  • 降低写放大与抖动
    • 适度降低 vm.dirty_ratio 与 vm.dirty_background_ratio（如 5/2 或 10/5），让前台写更“直接”，减少突发回写导致的卡顿；但过低会增加 IOPS 压力，需结合磁盘能力压测。
  • 交换策略
    • 建议 vm.swappiness 保持较低（如 10–20），避免写入路径被 swap 干扰。
  • 文件系统
    • 继续使用 noatime 减少元数据开销；对顺序写为主的负载，结合 I/O 调度器（如 deadline/noop）做 A/B 测试，观察 iostat 延迟与吞吐变化。

• 虚拟化/云盘或后端为网络存储（KVM/QEMU、NFS）

  • 块设备缓存模式（QEMU/KVM 场景）
    • 常见三选一：writeback（吞吐高、断电可能丢数据）>none（折中）>writethrough（一致性最好、写性能较低）。选择取决于上层业务对一致性与性能的要求。
  • NFS 读缓存
    • 启用 FS-Cache/CacheFiles：安装并配置 /etc/cachefilesd.conf（设置缓存目录与高低水位阈值），NFS 挂载时加上 fsc 选项，加速重复读取与目录遍历。

三、关键参数与示例配置

• 快速查看与临时调整
  • 内存与缓存：free -h、vmstat -s | grep cache
  • 脏页阈值：cat /proc/sys/vm/dirty_ratio；echo 40 > /proc/sys/vm/dirty_ratio
  • VFS 缓存压力：cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure；echo 50 > /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure
  • 交换倾向：cat /proc/sys/vm/swappiness；echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness
  • 手动清理缓存（仅在必要时）：sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
• 持久化与示例
  • 在 /etc/sysctl.conf 或 /etc/sysctl.d/*.conf 中持久化：
    • vm.dirty_background_ratio = 10
    • vm.dirty_ratio = 40
    • vm.vfs_cache_pressure = 50
    • vm.swappiness = 10
    • 执行 sysctl -p 生效。
  • Nginx 示例（在 http 段）：
    • proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
    • server { location / { proxy_cache my_cache; proxy_pass http://backend; proxy_cache_valid 200 302 10m; proxy_cache_valid 404 1m; } }
  • NFS + FS-Cache 示例：
    • 安装并启动 cachefilesd，配置缓存目录与阈值（brun/bcull/bstop、frun/fcull/fstop 百分比）；
    • 挂载：mount -t nfs 10.31.247.202:/data /data/nfs -o fsc。

四、监控与验证

• 观察与定位
  • 内存与缓存：free -h；必要时配合 vmstat、iostat -x 1 观察 cache、si/so、await、svctm、util 等指标，判断是读命中不足还是写回抖动。
  • 应用层：查看 Nginx/Apache 命中率与回源；nscd 命中统计；数据库缓冲池命中与慢查询。
• 调整节奏
  • 每次只变更少量参数，保持变更窗口与回滚预案；压测对比 p95/p99 延迟、吞吐、IOPS、换页次数 与业务关键指标，避免“拍脑袋”调优。

五、常见误区与建议

• 把 buff/cache 高 当作内存不足是误解：Linux 会主动用空闲内存做缓存，应用需要时可回收；不要频繁清理缓存，优先排查应用内存泄漏或 I/O 放大问题。
• 盲目追求“更大的缓存”不如优化“缓存命中率”：合理设置 Cache-Control/ETag、分层缓存（浏览器/边缘/CDN/反向代理/应用/数据库），并减少无效或短命对象写入。
• 写回阈值过低会引发抖动，过高会导致突发写放大与长时间回写；结合磁盘与业务节奏压测找平衡点。
• 虚拟化/云盘场景，块设备缓存模式与调度器对结果影响巨大，务必基于业务一致性/时延目标做 A/B 测试。