ubuntu缓存如何优化使用

Ubuntu缓存优化使用指南

一 核心原则与监控

• Linux 会主动利用空闲内存做 Page Cache 与 Buffer，以提升文件读写性能；当内存紧张时会自动回收缓存，通常无需人工清理。若看到 buff/cache 占用高而可用内存充足，这并非异常。需要诊断时，可用 **cachestat、cachetop（BCC/eBPF）**查看系统与各进程的缓存命中情况，定位瓶颈与收益。仅在测试或故障排查时，才考虑手动清理缓存。

二 系统层面优化

• 调整内核回收与交换策略
  • 适度降低 vm.swappiness（如设为 10），减少换页，优先利用内存缓存：查看值 cat /proc/sys/vm/swappiness；临时设置 sudo sysctl vm.swappiness=10；永久写入 /etc/sysctl.conf：vm.swappiness=10。
  • 调整脏页写回阈值，平衡性能与数据安全：vm.dirty_background_ratio=5、vm.dirty_ratio=20（写入 /etc/sysctl.conf 后 sudo sysctl -p 生效）。
• 文件系统与 I/O 调度
  • 挂载选项：优先使用 noatime/nodiratime 减少元数据写；如为 ext4 且可接受一定风险，可用 data=writeback 提升写性能（权衡元数据一致性）。
  • I/O 调度器：SSD/NVMe 推荐 none/noop，HDD 推荐 deadline。查看：cat /sys/block/sdX/queue/scheduler；临时设置：echo none | sudo tee /sys/block/sdX/queue/scheduler；持久化可用 udev 规则。
• 透明大页（THP）
  • 数据库、低延迟场景建议禁用或按需配置 THP，以减少抖动：echo never | sudo tee /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled（按实际环境验证）。
• 手动清理缓存的正确姿势（仅用于测试/排障）
  • 先 sync 同步脏页，再清理：
    • 仅 PageCache：echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    • 仅 dentries/inodes：echo 2 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    • 全部可回收缓存：echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
  • 注意：清理会导致缓存重建与 I/O 短时飙升，生产环境不建议作为常规操作。

三 应用与网络缓存

• 内存对象缓存
  • Memcached：安装 sudo apt-get install memcached；编辑 /etc/memcached.conf 设置内存如 -m 1024；重启服务。
  • Redis：安装 sudo apt-get install redis-server；在 /etc/redis/redis.conf 设置 maxmemory 1gb、maxmemory-policy allkeys-lru 等策略。
• DNS 缓存
  • 使用 dnsmasq 提供本地解析与缓存：安装 sudo apt-get install dnsmasq，在 /etc/dnsmasq.conf 中设置如 cache-size=10000（或 cache-mem 视版本而定），重启服务。
• 预取类优化
  • preload 可学习常用应用并预加载依赖，提升启动与常用程序响应：安装后在后台运行，观察资源占用与收益后决定是否常驻。

四 磁盘与包缓存清理

• APT 与包缓存
  • 清理已下载包文件：sudo apt clean；仅删旧版本：sudo apt autoclean；移除不再依赖包：sudo apt autoremove。
• 日志与 Snap
  • 限制 journald 日志占用：sudo journalctl --vacuum-time=3d、sudo journalctl --vacuum-size=100M。
  • Snap 旧版本可能占空间：清理缓存目录 sudo rm -rf /var/lib/snapd/cache/*，并优先卸载不再使用的 Snap 应用。
• 缩略图缓存
  • 清理用户缩略图：rm -rf ~/.cache/thumbnails/*（会自动重建）。

五 场景化建议与验证

• 场景建议
  • 桌面响应变慢：启用 preload，适度降低 swappiness，清理 APT 与日志，确保使用 SSD 并优化挂载选项（如 noatime）。
  • Web/API 高并发：部署 Redis/Memcached 做热点数据缓存，启用 HTTP 缓存头（ETag/Cache-Control），静态资源使用 CDN。
  • 编译构建：使用 ccache/sccache 缓存编译结果，显著缩短重复构建时间。
  • 文件传输/大文件处理：依赖内核 Page Cache，使用 SSD、合理调度器（SSD 用 none/noop），并减少不必要的同步与日志写入。
• 验证与回退
  • 使用 free、vmstat、iostat 观察内存与 I/O；用 cachestat/cachetop 观察命中率变化；对调度器、挂载选项、THP 等变更，先在测试环境验证并保留回退方案。