如何优化 Debian 缓存策略

Debian 缓存策略优化指南

一 分层优化总览

• 面向 APT 包管理、HTTP 服务与反向代理、应用层对象缓存、内核与文件系统四个层面进行协同优化，既提升命中率又避免资源浪费与一致性问题。
• 关键目标：提高命中率、降低回源与磁盘 I/O、控制容量与过期、保障一致性与可观测性。

二 APT 包管理缓存

• 日常维护与空间回收
  • 更新索引：sudo apt-get update
  • 清理过期包：sudo apt-get autoclean
  • 清理全部下载包：sudo apt-get clean
  • 移除无用依赖：sudo apt-get autoremove
  • 彻底清理配置残留：sudo apt-get purge <包名>
  • 删除旧内核（谨慎）：先查版本 dpkg --list | grep linux-image，再 sudo apt-get remove --purge <旧内核包名>；或 sudo apt-get autoremove --purge 自动移除旧内核与不再需要的依赖。
  • 清理 rc 状态包：sudo apt-get remove --purge $(dpkg -l | awk ‘/^rc/ {print $2}’)
  • 查找并移除孤立包：deborphan | xargs sudo apt-get remove --purge
  • 可选：安装 localepurge 清理未使用的本地化数据（桌面/多语言环境慎用）。
• 本地镜像与缓存代理
  • 使用 APT-P2P 搭建本地缓存：在 /etc/apt/sources.list 的源 URL 前加 localhost:9977（示例：deb http://localhost:9977/mirrors.ustc.edu.cn/debian/ testing main），然后 sudo systemctl start apt-p2p && sudo systemctl enable apt-p2p。
  • 选择就近、稳定的 Debian 镜像源 并定期 apt update && apt upgrade，减少失败与重复下载。
• 配置调优
  • 在 /etc/apt/apt.conf.d/ 下创建或编辑配置文件（如 95proxies）设置缓存大小：
    • Acquire::http::Cache::Archives “0”;
    • Acquire::http::Cache::Packages “100M”;
    • Acquire::http::Cache::Metadata “100M”;
  • 说明：上述 Acquire 缓存项用于 HTTP 层面的对象缓存，能减少重复下载，但需结合磁盘空间与命中率权衡。

三 HTTP 与反向代理缓存

• Nginx 页面与代理缓存
  • 定义缓存区与路径：
    • proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
  • 在 server/location 中使用：
    • proxy_cache my_cache;
    • proxy_cache_valid 200 302 10m; proxy_cache_valid 404 1m;
  • 启用压缩以减小传输体积：
    • gzip on;
    • gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
• 静态资源与浏览器缓存
  • 为静态资源设置长期 Cache-Control（如 public, max-age），并使用文件名哈希或版本号实现“强缓存 + 失效可控”。
• 传输层优化
  • 启用 HTTP/2（示例：listen 443 ssl http2;），提升多路复用与头部压缩效率。

四 应用层对象缓存

• PHP 执行缓存
  • 启用 OPcache（示例配置）：
    • zend_extension=opcache.so
    • opcache.enable=1
    • opcache.memory_consumption=128
    • opcache.interned_strings_buffer=8
    • opcache.max_accelerated_files=4000
    • opcache.revalidate_freq=60
• 数据缓存
  • 引入 Memcached 或 Redis 作为共享对象缓存，降低数据库压力、提升热点数据命中率。
• 缓存治理
  • 为所有缓存设置 TTL 且避免“雪崩”，对热点与关键路径设计 降级与回源 策略，必要时采用 分布式缓存 提升一致性与容量。

五 内核与文件系统缓存

• 利用内核 PageCache/Dentry/Inode 提升文件访问性能；在挂载选项中使用 noatime 减少元数据更新开销。
• 写回策略调优（/proc/sys/vm/）
  • 调整 vm.dirty_background_ratio 与 vm.dirty_ratio，在写入吞吐与延迟间取得平衡（变更前评估业务 I/O 特征）。
• 监控与分析
  • 使用 free -m、vmstat、iostat、dstat 观察内存、I/O 与缓存命中情况，定位瓶颈。
• 注意
  • 清理页面缓存仅用于排障或基准测试：sync; echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches，生产环境不建议频繁执行。