深入理解 Linux 系统缓存82

在 Linux 系统中，缓存是一个至关重要的机制，用于存储常用数据和资源，以提高系统性能。通过减少从磁盘或其他慢速存储介质中检索数据的需求，缓存可以显著提升文件的读取和写入速度，并增强整体用户体验。

页缓存

页缓存是 Linux 中最重要的缓存机制之一。它将最近访问的文件页面存储在内存中，以便可以快速检索这些页面。当应用程序请求文件数据时，系统会首先检查页缓存中是否存在该数据。如果存在，它将直接从内存中读取数据，这比从磁盘读​​取数据快得多。

inode 缓存

inode 缓存存储有关文件和目录的元数据，例如文件大小、修改时间和文件权限。通过将这些信息存储在内存中，系统可以避免在每次访问文件或目录时都必须从磁盘中读取元数据。这可以显著提高文件和目录操作的性能。

dentry 缓存

dentry 缓存是 inode 缓存的补充，它存储有关文件和目录的路径名信息。当应用程序请求文件或目录时，系统会首先检查 dentry 缓存中是否存在该路径名。如果存在，它将直接返回 inode 缓存中的相关 inode。这可以进一步减少磁盘读取次数，从而提高文件和目录访问的效率。

目录缓存

目录缓存存储有关目录结构的信息，例如目录中包含的文件和子目录的列表。通过将这些信息存储在内存中，系统可以避免在每次访问目录时都必须从磁盘中重新读取目录结构。这可以显著提高目录操作的性能，特别是对包含大量文件和子目录的大型目录。

swap 缓存

swap 缓存是一种特殊的缓存，用于将很少使用的内存页面交换到硬盘上的交换分区。当应用程序需要更多内存时，系统会从 swap 缓存中交换出一些不常使用的页面，以释放内存空间。这有助于防止系统因内存不足而发生故障。

管理缓存

Linux 提供了多种机制来管理缓存，包括：

* vm.cache_size：设置页缓存大小（以千字节为单位）。* vm.dirty_background_ratio 和 vm.dirty_ratio：控制写入缓冲区中脏页面的百分比。* vm.vfs_cache_pressure：调整文件系统缓存的压力级别。* sysctl -w vm.drop_caches=3：清除所有缓存（页缓存、inode 缓存和 dentry 缓存）。

Linux 系统缓存是一个复杂而重要的机制，负责提高系统性能并增强用户体验。通过理解不同类型的缓存及其管理技术，系统管理员可以优化缓存设置以实现最佳系统性能。

2024-10-26

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