centos緩存優化實踐

一、查看緩存使用情況
優化前需明確當前緩存狀態，常用命令如下：

• free -h：查看內存使用概況（總內存、已用/空閑內存、緩沖區與緩存占用）；
• vmstat 1：監控虛擬內存統計信息（cache列表示文件緩存總量，buff列表示緩沖區緩存）；
• iostat -x 1：分析磁盤I/O負載（間接反映緩存對磁盤操作的緩解效果）。

二、清理緩存（臨時優化）
CentOS通過/proc/sys/vm/drop_caches接口清理緩存，操作前需先執行sync命令（將內存中的待寫入數據同步至磁盤，避免數據丟失）：

• 清理頁緩存（PageCache）：echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches（適用于內存緊張但需保留目錄項/索引節點緩存的場景）；
• 清理目錄項和索引節點緩存（dentry/inode）：echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches（適用于文件系統元數據占用過多的情況）；
• 清理所有緩存：echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches（同時清理頁緩存、目錄項和索引節點緩存，慎用）。

三、調整內核參數（長期優化）
通過修改內核參數優化緩存行為，需編輯/etc/sysctl.conf文件（修改后執行sysctl -p生效）：

• 控制臟頁比例：調整vm.dirty_ratio（臟頁占內存的最大比例，默認20%）和vm.dirty_background_ratio（后臺刷臟的閾值，默認10%）。適當增大dirty_ratio（如40%）可減少頻繁磁盤寫入，提升緩存寫入效率；
• 調整緩存回收傾向：降低vm.vfs_cache_pressure（默認100，值越高越易回收inode/dentry緩存）。建議設置為50，保留更多文件系統緩存，提升文件訪問性能；
• 優化交換分區使用：調整vm.swappiness（默認60，值越高越易使用Swap）。建議設置為10-30（內存充足時可設為10），減少對Swap的依賴，提升物理內存利用率。

四、配置應用層緩存
通過應用層緩存工具減輕后端存儲壓力，常見方案：

• Nginx緩存：編輯nginx.conf，添加proxy_cache_path指令配置緩存路徑（如/tmp/nginx）、大?。?code>max_size 1g）、過期時間（inactive 60m），并啟用緩存功能；
• Varnish緩存：編輯/etc/varnish/default.vcl，設置緩存大?。?code>shm_size 1g）、后端服務器地址，啟動Varnish服務（systemctl start varnish）；
• 內存緩存：使用Redis或Memcached存儲頻繁訪問的數據（如數據庫查詢結果、會話信息），減少對磁盤或數據庫的直接訪問。

五、優化文件系統與掛載選項

• 選擇高效文件系統：優先使用XFS（支持高并發、大文件處理）或Btrfs（支持快照、壓縮），替代傳統的ext4文件系統（尤其適合大量小文件場景）；
• 啟用noatime掛載：修改/etc/fstab文件，在對應掛載點添加noatime選項（如/dev/sda1 / ext4 defaults,noatime 0 1），避免每次文件訪問都更新訪問時間元數據，減少磁盤I/O；
• 調整IO調度器：根據磁盤類型選擇調度器（如SSD使用noop或deadline，HDD使用cfq），通過echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler臨時修改，永久生效需修改/etc/default/grub中的GRUB_CMDLINE_LINUX參數。

六、硬件升級（終極優化）
若軟件優化無法滿足需求，可通過硬件升級提升緩存性能：

• 增加物理內存：內存是緩存的基礎，增加內存可直接擴大文件緩存容量，減少磁盤I/O；
• 使用SSD：SSD的隨機讀寫速度遠高于HDD，作為系統盤或緩存盤可顯著提升緩存響應速度。

七、監控與維護
建立緩存監控機制，定期分析性能瓶頸：

• 實時監控：使用free -m查看緩存占用，vmstat 1監控緩存變化，iostat -x 1查看磁盤I/O負載；
• 日志分析：定期檢查系統日志（/var/log/messages）和應用日志，定位緩存未命中或性能下降的原因；
• 定期清理：通過cron任務定期清理過期緩存（如每月1日清理所有緩存：0 0 1 * * echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches）。