centos缓存更新机制详解

CentOS缓存更新机制详解

一 概览

• CentOS 的缓存主要分为三类：
  1. 软件包管理器缓存（YUM/DNF 元数据与 RPM 包）；
  2. 内核与文件系统页缓存（Page Cache、dentry/inode、块缓存）；
  3. 名称解析缓存（nscd、systemd-resolved、dnsmasq 等）。
• 更新机制对应为：
  • YUM/DNF 通过元数据过期与按需下载来“更新”；
  • 内核通过回写与回收策略自动“更新/淘汰”；
  • DNS 缓存由相应守护进程控制 TTL 与主动刷新。

二 软件包管理器缓存 YUM/DNF

• 缓存位置与关键配置
  • 元数据与包缓存目录：/var/cache/yum/$basearch/$releasever；
  • 全局配置：/etc/yum.conf，常用项：
    • cachedir：缓存目录；
    • keepcache=0/1：安装后是否保留 RPM 包；
    • gpgcheck=1：是否进行 GPG 校验。
• 更新与清理
  • 检查可更新：yum check-update；
  • 执行升级：yum update；
  • 清理与重建元数据缓存：
    • 清理全部缓存：yum clean all；
    • 重建元数据索引：yum makecache。
• 自动更新
  • 安装并启用自动更新服务（CentOS 7 常用）：
    • 安装：yum install yum-cron；
    • 启用：systemctl enable --now yum-cron；
    • 策略配置：/etc/yum/yum-cron.conf（如 update_cmd、update_interval）。
• 要点
  • 元数据“更新”本质是重新下载 repodata 索引；
  • 包是否“更新”取决于仓库中版本与本地策略；
  • 使用国内镜像源可显著提升元数据与包下载的“更新”速度。

三 内核与文件系统缓存

• 缓存类型与作用
  • Page Cache：缓存文件数据，加速读写；
  • dentry/inode（dcache）：缓存目录项与索引节点；
  • 块缓存（buffer cache）：缓存文件系统块层数据。
• 刷新与清理
  • 仅“同步”脏数据到磁盘（不释放缓存）：sync；
  • 释放缓存（需 root）：
    • 仅页缓存：echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches；
    • 仅 dentry/inode：echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches；
    • 全部：echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches；
  • 注意：drop_caches 不会清理脏页，应先 sync。
• 影响“更新/回写”的内核参数（示例）
  • vm.dirty_background_ratio / dirty_ratio：后台/前台写回阈值；
  • vm.dirty_expire_centisecs / dirty_writeback_centisecs：脏页过期与周期性写回间隔；
  • vm.vfs_cache_pressure：回收 vfs 缓存倾向；
  • vm.swappiness：使用 swap 的倾向。
• 监控
  • 内存与缓存：free -h、cat /proc/meminfo | grep Cached、vmstat -s。

四 名称解析 DNS 缓存

• 机制与判断
  • CentOS 默认不内置 DNS 缓存；若安装并启用了 nscd，会对解析结果做缓存，常见 TTL 约 3600 秒；
  • 如使用 systemd-resolved，则由该服务维护缓存；
  • 如使用 dnsmasq（常见于内网 DNS/网关），由 dnsmasq 维护缓存。
• 刷新方法
  • nscd：systemctl restart nscd（或 reload）；
  • systemd-resolved：resolvectl flush-caches，可用 resolvectl statistics 查看命中/失效；
  • dnsmasq：systemctl restart dnsmasq。
• 应用层注意
  • JVM 有进程内 DNS 缓存（JDK 6/7 常见 30 秒），与系统缓存不同；
  • 长连接（如数据库连接池）可能延迟感知 DNS 变更，必要时需重启应用以重建连接。

五 生产实践与建议

• 软件包缓存
  • 变更仓库后先 yum clean all && yum makecache；
  • 定期执行 yum update 或启用 yum-cron 按计划更新；
  • 需要离线/加速时配置国内镜像源并合理设置 keepcache。
• 内核页缓存
  • 优先依赖内核自动回写与回收，避免频繁 drop_caches；
  • 调整 dirty_ratio/background_ratio 与 vfs_cache_pressure 以匹配业务 I/O 特征；
  • 变更前 sync，变更窗口内评估性能波动。
• DNS 缓存
  • 明确本机使用的缓存组件（nscd/systemd-resolved/dnsmasq）；
  • 记录并统一 TTL 策略；变更解析后按组件执行刷新或重启；
  • 对依赖域名的长连接服务，规划滚动重启或连接重建流程。