117笔记问答Linux系统中的缓存策略主要包括以下几种：
文件系统缓存
-
页面缓存（Page Cache）
- 用于缓存文件数据，减少磁盘I/O操作。
- 当程序读取或写入文件时，数据首先会被加载到页面缓存中。
-
目录缓存（Directory Cache）
- 加速目录项的查找速度。
- 存储最近访问过的目录结构和文件名信息。
-
inode缓存
- 缓存文件的元数据，如文件大小、权限、所有者等。
- 减少对磁盘的访问次数以获取这些信息。
-
块设备缓存
- 针对硬盘等块设备的读写操作进行优化。
- 使用缓冲区来临时存储数据，提高传输效率。
-
交换空间缓存（Swap Cache）
- 当内存不足时，将部分内存页交换到磁盘上的交换空间。
- 交换空间的使用也会被缓存以提高性能。
内核缓存
-
SLAB分配器
- 管理内核对象的内存分配和回收。
- 提供高效的对象缓存机制。
-
kmem_cache
- 用于创建和管理特定类型的内核对象缓存。
- 可以减少内存碎片和提高分配速度。
-
page allocator
- 负责管理物理内存页的分配和释放。
- 包含多种分配策略，如伙伴系统和slab分配器。
用户空间缓存
-
应用程序缓存
- 开发者可以在应用程序中实现自己的缓存逻辑。
- 常见于数据库系统、Web服务器等高性能应用。
-
第三方缓存库
- 如Memcached、Redis等，提供分布式缓存服务。
- 广泛应用于互联网服务和大数据处理场景。
网络缓存
-
TCP/IP栈缓存
- 包括路由表、ARP缓存、TCP连接状态机等。
- 加速网络通信过程。
-
浏览器缓存
- 用户浏览器会缓存网页资源，如HTML、CSS、JavaScript文件和图片。
- 减少重复请求，加快页面加载速度。
其他缓存策略
-
预取（Prefetching）
- 在需要之前主动加载数据到缓存中。
- 可以通过硬件或软件机制实现。
-
延迟加载（Lazy Loading）
- 只有在真正需要时才加载数据。
- 有助于节省资源和提高响应速度。
-
写回（Write-Back）与直写（Write-Through）
- 写回策略先将数据写入缓存，然后在适当的时候刷新到磁盘。
- 直写策略则是每次写操作都直接同步到磁盘。
- 不同的策略会影响性能和数据安全性。
调整缓存参数
Linux提供了许多内核参数来调整缓存行为，例如：
/proc/sys/vm/vfs_cache_pressure：控制内核回收页面缓存的倾向。/proc/sys/vm/dirty_ratio和/proc/sys/vm/dirty_background_ratio：管理脏页的比例和后台刷新策略。/proc/sys/vm/max_map_count：限制进程可以拥有的内存映射区域数量。
注意事项
- 过度依赖缓存可能导致数据不一致性问题，特别是在多核或多节点环境中。
- 合理配置缓存参数需要根据具体的应用场景和工作负载进行调整。
总之，Linux系统通过多层次、多方面的缓存策略来优化性能和资源利用率。了解并合理运用这些策略对于提升系统整体表现至关重要。