Linux缓存如何监控与管理

一、监控工具与方法

• 基础命令

  • free -h：查看内存使用情况，buff/cache 列显示缓存占用。
  • vmstat -s：显示内存、缓存、交换分区等详细统计。
  • cat /proc/meminfo：查看 Cached（页面缓存）、Buffers（缓冲区缓存）等具体值。
  • top/htop：实时监控内存使用，Mem 行包含缓存数据。

• 专业工具

  • dstat -m：动态监控内存、缓存、交换分区。
  • slabtop：查看内核 slab 缓存（如 dentry、inode 缓存）的使用情况。
  • iostat -x：监控磁盘 I/O 与缓存相关的读写延迟。

二、管理策略

• 调整内核参数

  • vm.swappiness：控制内存不足时交换到磁盘的倾向（0-100，值越小越依赖内存），默认 60，可设为 10-20 减少交换。
  • vm.vfs_cache_pressure：调整内核回收页面缓存的倾向（默认 100，值越大回收越积极），可设为 50-100 优化缓存利用率。
  • vm.dirty_ratio/vm.dirty_background_ratio：控制脏页比例（默认 20/10），降低可减少磁盘写入频率。

• 手动缓存管理

  • 清理缓存：sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches（谨慎使用，仅限测试环境）。
  • 限制进程缓存：通过 cgroups 限制特定进程的内存使用（如 cgcreate + memory.limit_in_bytes）。

• 优化缓存策略

  • 文件系统缓存：选择适合场景的文件系统（如 ext4 适合小文件，XFS 适合大文件高并发），利用预读取（prefetch）提升命中率。
  • 应用层缓存：使用 Redis/Memcached 缓存热点数据，减少对后端存储的依赖。
  • 硬件优化：使用 SSD 替代机械硬盘，提升缓存读写速度。

三、注意事项

• 生产环境避免频繁手动清理缓存，可能导致性能波动。
• 调整内核参数前需测试，优先通过监控数据定位瓶颈。
• 结合业务负载动态调整策略，例如高峰期降低 swappiness，低峰期清理缓存。

参考来源：[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]