centos缓存工作模式

CentOS 缓存工作模式概览

在 CentOS 中，“缓存”通常分为两个层面：一是内核的文件系统缓存（含 页缓存 Page Cache、目录项缓存 dcache、inode 缓存），二是虚拟化/块设备层的 磁盘写回策略（如 writethrough、writeback、none）。前者用于加速文件读写与目录遍历，后者决定数据何时落盘，直接影响 性能 与 数据安全。

内核文件系统缓存

• 工作机制：读文件时数据进入 页缓存；目录与文件元数据由 dcache/inode 缓存 加速；当缓存被认为过期或内存紧张时，内核按策略回收。目录列举依赖 readdir 缓存，命中则无需访问磁盘，未命中则从磁盘读取并写入缓存，随后在一定超时后失效并重取。
• 观察与理解：使用 free -h 或 vmstat -s | grep cache 查看缓存占用；注意 Linux 会用空闲内存做缓存，通常无需手动“腾内存”。
• 主动清理（仅用于诊断）：向 /proc/sys/vm/drop_caches 写入 1/2/3 分别清理页缓存、目录/索引节点缓存或全部缓存（写入前建议同步：sync）。
• 回收倾向：通过 vm.vfs_cache_pressure 调整内核回收目录/索引节点缓存的压力，值越低越倾向保留。
  以上要点有助于理解“内存即缓存”的设计哲学：用可用内存换取 I/O 性能，并在需要时自动回收。

虚拟磁盘与块设备写回模式

• 常见模式与取舍（以 KVM/QEMU 常见配置为例，默认多为 none）：
  • writethrough：数据同时写入宿主机缓存与磁盘，安全性最高、写入性能较低。
  • writeback：先写入宿主机缓存，随后由内核回写磁盘，性能最好，但断电可能丢失尚未落盘的数据。
  • none：绕过宿主机的页面缓存，直接写入磁盘（或设备），性能与安全性介于两者之间。
• 性能与安全排序：性能通常为 writeback > none > writethrough；安全性通常为 writethrough > none > writeback。
• 变更方式（示例）：在虚拟机 XML 的磁盘设备中将 cache 设为所需模式（如 writethrough/writeback/none），或在宿主机对设备队列调度器做调整（如 echo SCHEDULER_NAME > /sys/block/DEV/queue/scheduler）。
  这些模式直接影响数据库、消息队列等对数据持久性敏感的工作负载表现。

应用层与系统服务缓存

• DNS 缓存：通过 nscd 提供服务名解析缓存。安装并启用后，可在 /etc/nscd.conf 中设置如 hosts 的 positive-time-to-live 与 negative-time-to-live 控制缓存时效。
• Web 服务：
  • Nginx 可用 proxy_cache_path 配置反向代理缓存路径、大小与失效策略。
  • Apache 可用 mod_cache/mod_cache_disk 启用磁盘缓存，并用 mod_expires 设置浏览器与代理缓存过期时间。
• PHP 运行环境：启用 OPcache 加速字节码执行，使用 APCu 做用户态对象缓存，或接入 Memcached 做分布式缓存。
• 数据库：如 MySQL 调整 innodb_buffer_pool_size 提升 InnoDB 数据页命中率（传统 query_cache 在新版本中已废弃）。
  这些配置常与内核/虚拟化层缓存协同，构成端到端的缓存体系。

实用配置建议

• 以 数据安全优先 的场景（如数据库、交易系统）：磁盘写回优先 writethrough 或 none，必要时配合电池供电的 RAID 控制器写缓存 与更频繁的 fsync。
• 以 吞吐与响应优先 的场景（如静态资源、缓存层前置）：在确保断电风险可控的前提下使用 writeback，并做好备份与监控。
• 日常运维：优先依赖内核自动缓存；仅在基准测试或异常排查时临时清理缓存；通过 /proc/sys/vm 与 /etc/sysctl.conf 调整 swappiness、dirty 系列参数、vfs_cache_pressure 以匹配负载特征。