为什么还在运作层加缓存 操作系统层曾经提供了page cache功用

科技 2023-04-16 23:57:46 浏览
为什么还在运作层加缓存 操作系统层曾经提供了page

Page Cache是一种在操作系统内核中成功的缓存机制,用于缓存文件系统中的数据块。当一个进程申请读取一个文件时,操作系统会首先在Page Cache中查找数据块,假设找到了相应的数据块,则间接前往给进程;假设没有找到,则从磁盘中读取数据块,并将其缓存到Page Cache中,再将数据块前往给进程。当进程申请写入一个文件时,操作系统也会将数据块缓存到Page Cache中,并提前将数据块写入磁盘,从而提高磁盘I/O的效率。

Page Cache理论是基于LRU(Least Recently Used)算法成功的,即最近起码经常使用算法。当Page Cache曾经缓存了肯定数量的数据块时,假设有新的数据块必需缓存,就必需抉择一些不经常经常使用的数据块从Page Cache中删除,腾出空间来存储新的数据块。

Page Cache是操作系统内核层面的缓存,可以清楚提高文件系统的功用和照应速度,尤其是在解决少量随机读写的状况下。Page Cache的好处主要包含以下几点:

提高磁盘I/O效率:Page Cache可以将磁盘中的数据缓存到内存中,从而缩小磁盘I/O操作,提高数据访问的速度和照应功用。缩小系统调用次数:当运作程序必需读取或写入文件时,假设Page Cache中曾经缓存了相应的数据块,则可以间接前往给运作程序,防止了额外的系统调用,从而提高运作程序的功用。缩小磁盘碎片:当经常使用Page Cache时,数据块可以依照肯定的规定启动排序缓和存,从而缩小磁盘碎片,提高磁盘的读写功用。提高数据的牢靠性:当经常使用Page Cache时,操作系统会将数据块缓存在内存中,并将其同步到磁盘上,从而提高数据的牢靠性,防止了数据失落或损坏的危险。缩小对磁盘的磨损:当经常使用Page Cache时,可以缩小对磁盘的读写操作,从而延伸磁盘的寿命。

虽然操作系统提供了page cache的功用,但在某些状况下,在运作程序层面增加缓存或者依然是无心义的。

一方面,运作程序层面的缓存可以提供愈加细粒度的管制,可以针对详细的运作程序和经常使用场景启动提升,以取得更好的功用和更高的吞吐量。而操作系统的page cache是全局共享的,不能够针对特定的运作程序启动提升。

另一方面,运作程序层面的缓存可以缓解一些操作系统page cache的限度。例如,操作系统的page cache是基于物理内存的,而运作程序必需经常使用的数据或者远远超越物理内存的大小。在这种状况下,运作程序可以经常使用自己的缓存机制来治理数据,以防止操作系统page cache的限度。

此外,运作程序层面的缓存还可以提供一些额外的功用,例如数据预解决、数据过滤和数据格局转换等。这些功用可以缩小运作程序和数据库之间的通讯量,从而提高运作程序的功用和照应速度。

综上所述,运作程序层面的缓存可以提供愈加细粒度的管制、缓解操作系统page cache的限度,并提供一些额外的功用。因此,在某些状况下,在运作程序层面增加缓存依然是无心义的。

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