43、Solaris文件系统缓存：原理、优化与性能分析

Solaris文件系统缓存：原理、优化与性能分析

1. 文件缓存简介

文件系统的一个重要特性是能够缓存文件数据，但在Solaris中，文件系统缓存是在虚拟内存系统中实现的。下面将介绍传统Unix的文件系统缓存方法以及Solaris的新缓存方法。

1.1 传统Unix文件系统缓存

传统Unix在I/O子系统中通过块缓存来实现文件系统缓存，它会将最近读写的块的副本保存在块缓存中。这个块缓存位于磁盘之上，用于缓存与物理磁盘扇区对应的数据。

当一个进程读取文件的一部分时，它会向操作系统发出读系统调用。文件系统需要在文件的直接/间接块中查找对应的磁盘块编号，然后向I/O系统请求该块。第一次读取时，I/O系统会从磁盘中检索该块；后续的读取则可以从块缓冲区缓存中读取磁盘块。需要注意的是，即使磁盘块已经缓存在内存中，每次进行缓存读取时，仍需要调用文件系统并查找物理块编号。

传统的缓冲区缓存通常由内核配置参数静态设置大小。更改缓冲区缓存的大小需要重新构建内核并重启系统。

1.2 Solaris页面缓存

Solaris采用了一种新的方法——页面缓存来缓存文件系统数据。页面缓存是Sun在1985年对SunOS 4的虚拟内存进行重写时开发的，并被System V Release 4 Unix所采用。如今，Linux和Windows NT也使用了页面缓存的衍生版本。

页面缓存与旧的缓存方法有两个主要区别：
- 动态大小 ：它可以使用应用程序未使用的所有内存。
- 缓存文件块 ：它缓存的是文件块，而不是磁盘