Linux系统中的缓存过期策略主要涉及以下几个方面：
文件系统缓存
- LRU（Least Recently Used）算法：
- Linux文件系统通常采用LRU算法来管理缓存。
- 当缓存空间不足时，系统会移除最近最少使用的页面。
- 时钟算法（Clock Algorithm）：
- 这是一种改进的LRU算法，通过维护一个循环链表和一个指针来快速找到并淘汰不常用的页面。
- 每次访问页面时，指针会向前移动，标记为“已访问”，而未被访问的页面则可能被淘汰。
- 页面置换策略：
- 先进先出（FIFO）：最先进入缓存的页面最先被淘汰。
- 最近最不经常使用（LFU）：根据页面的使用频率进行淘汰。
- 随机置换：随机选择一个页面进行淘汰。
内存管理
- 交换空间（Swap Space）：
- 当物理内存不足时，Linux会将部分内存数据交换到磁盘上的交换空间。
- 交换空间的使用也会遵循一定的策略，如优先淘汰长时间未使用的页面。
- OOM Killer（Out of Memory Killer）：
- 在极端情况下，当系统内存耗尽且无法通过交换空间缓解时，OOM Killer会被触发。
- 它会选择并杀死一些进程以释放内存，通常优先考虑那些占用大量内存且不重要的进程。
网络缓存
- TCP/IP栈缓存：
- Linux内核维护了多个网络相关的缓存，如路由表、ARP缓存、TCP连接状态等。
- 这些缓存项也有各自的过期机制，以确保信息的时效性。
- DNS缓存：
- DNS查询结果会在本地缓存一段时间，以减少对外部DNS服务器的请求次数。
- 缓存时间可以根据配置进行调整。
文件描述符缓存
- 文件描述符表中的条目也会有一定的超时设置，以防止僵尸进程占用资源。
其他缓存机制
- 页面回收线程（kswapd）：
- 这是一个内核线程，负责监控内存使用情况并在需要时触发页面回收。
- 它会根据系统的负载和配置来决定何时以及如何回收内存页面。
配置选项
- 许多缓存相关的参数可以在
/proc/sys/vm/目录下找到并进行调整，例如：
vm.vfs_cache_pressure：控制内核回收inode和dentry缓存的倾向。vm.dirty_ratio 和 vm.dirty_background_ratio：影响脏页的写入策略和后台刷新频率。
注意事项
- 过于激进的缓存策略可能导致系统响应变慢，因为频繁地淘汰和重新加载数据会消耗额外的CPU和I/O资源。
- 相反，过于保守的策略可能会浪费大量内存，尤其是在内存资源丰富的系统中。
总之，Linux的缓存过期策略是一个复杂且多维度的体系，旨在平衡性能和资源利用率。合理配置和监控这些参数对于优化系统运行至关重要。