ubuntu缓存如何减少磁盘I/O

Ubuntu减少磁盘 I/O 的实用做法

一 先明确目标与风险

• Linux 会把空闲内存用于 Page Cache、Buffer、dentry/inode 等，以加速文件与块设备访问；这并不会占用“硬盘空间”，反而能显著减少对磁盘的实际读写次数。因此，盲目“清空缓存”通常只会让后续访问变慢，仅在特殊场景（如基准测试、脏数据回写验证）才需要临时使用。判断内存压力的正确方式是观察 available 与 swap 的 si/so，而不是把 buff/cache 当成“内存不够”的信号。

二 减少不必要的磁盘写 I/O

• 挂载选项降写频
  • 在 /etc/fstab 中为不常改动的目录添加 noatime（必要时用 nodiratime），避免每次访问都更新“上次访问时间”。示例：/dev/sda1 / ext4 noatime,errors=remount-ro 0 1，修改后执行 sudo mount -a 生效。
• 降低脏页回写压力（权衡数据滞留内存时间）
  • 适度增大后台回写阈值，减少回写次数：sudo sysctl -w vm.dirty_background_ratio=10
  • 适度增大“必须回写”的阈值，允许更长时间聚合脏页：sudo sysctl -w vm.dirty_ratio=40
  • 缩短回写间隔，避免堆积：sudo sysctl -w vm.dirty_writeback_centisecs=500
  • 提示：数值过大可能提升意外掉电时的数据丢失窗口，过小会增加 I/O 次数，需结合业务与 UPS 情况调优。
• 降低 swap 倾向，减少“写盘换页”
  • sudo sysctl -w vm.swappiness=10（默认通常为 60；更低表示更少使用 swap，更多依赖内存与缓存；数据库等内存敏感负载常用更低值）。
• 日志与包管理器的“降写”
  • 限制 systemd 日志体积：sudo journalctl --vacuum-size=100M
  • 清理 APT 包缓存：sudo apt-get clean（释放 /var/cache/apt/archives 占用的磁盘空间，避免长期累积写盘）。

三 降低不必要的磁盘读 I/O

• 调整块设备预读（顺序读场景收益明显）
  • 查看当前预读：blockdev --getra /dev/sda
  • 适当增大预读（如 4096–16384 扇区，视磁盘而定）：sudo blockdev --setra 4096 /dev/sda
  • 说明：随机读为主的服务（数据库随机访问）不宜过大，顺序读（大文件传输、备份）可适当增大。
• 避免频繁目录遍历带来的元数据读写
  • 使用 noatime/nodiratime 已能减少访问时间更新；若业务允许，减少无意义的 find/ls -R 等高频元数据操作，或将热点目录布局在更快的存储介质上。

四 仅在必要时清空内核页缓存

• 适用场景：做 I/O 基准测试、验证脏数据是否已落盘、或临时排查“缓存影响”的问题。
• 安全步骤：
  • 先同步脏页：sync
  • 按需清空：
    • 仅清 Page Cache：echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    • 仅清 dentry/inode：echo 2 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    • 清 Page Cache + dentry/inode：echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
• 重要提醒：
  • 该操作只释放“干净”缓存，不会清理脏页；执行前务必 sync。
  • 在生产环境不建议定时或频繁执行，否则会显著增加后续磁盘读 I/O 与延迟。

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