Настройка кэширования

Основные концепции кэширования

Кэширование — это процесс временного хранения часто используемых данных в высокоскоростной памяти для ускорения доступа к ним. Правильная настройка кэширования может значительно улучшить производительность системы, уменьшить задержки и снизить нагрузку на основные ресурсы, такие как процессор, память и дисковая подсистема.

Типы кэширования

В НАЙС ОС можно выделить несколько типов кэширования:

• Кэширование файловой системы.
• Кэширование памяти.
• Кэширование диска (SSD/HDD).
• Кэширование приложений и баз данных.

Кэширование файловой системы

Кэширование файловой системы позволяет ускорить доступ к файлам, хранящимся на дисках. В НАЙС ОС для этой цели используется буферизация чтения и записи (Page Cache и Buffer Cache).

Настройка vm.swappiness

Параметр vm.swappiness определяет, как часто система использует свопинг (перемещение страниц памяти на диск). Чем ниже значение, тем реже используется свопинг.

sudo sysctl -w vm.swappiness=10

Чтобы изменения сохранялись после перезагрузки, добавьте строку в файл /etc/sysctl.conf:

vm.swappiness=10

Очистка кэша файловой системы

Иногда может потребоваться очистка кэша файловой системы, например, для освобождения памяти. Используйте следующую команду для очистки Page Cache, инодов и dentry:

sudo sync; echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches

Кэширование памяти

Кэширование в оперативной памяти позволяет ускорить доступ к часто используемым данным. В НАЙС ОС это достигается за счет настройки параметров памяти и использования специализированных инструментов.

Использование zram

zram — это модуль ядра, который создает сжатые блоки в оперативной памяти для хранения данных, что позволяет увеличить эффективный объем памяти.

Установка и настройка zram

Установите пакет zram:

sudo tdnf install zram

Настройте zram в файле /etc/default/zram:

sudo nano /etc/default/zram

Добавьте настройки для zram:

# Настройка zram
ZRAM_SIZE=2048
ZRAM_ALGORITHM=lz4

Запустите службу zram:

sudo systemctl start zram

Включите службу zram при загрузке:

sudo systemctl enable zram

Кэширование диска

Настройка кэширования диска позволяет улучшить производительность ввода/вывода (I/O) за счет использования различных методов, таких как кэширование на уровне блока и использование технологий SSD.

Настройка fstrim для SSD

Команда fstrim позволяет освободить неиспользуемые блоки на SSD, улучшая производительность и долговечность диска.

sudo fstrim -v /

Чтобы автоматизировать выполнение fstrim, добавьте задание в cron:

sudo crontab -e

Добавьте следующую строку для еженедельного выполнения fstrim:

0 0 * * 0 /sbin/fstrim -v /

Использование bcache для гибридного кэширования

bcache позволяет использовать SSD в качестве кэша для HDD, улучшая производительность ввода/вывода.

Установка и настройка bcache

Установите необходимые пакеты:

sudo tdnf install bcache-tools

Создайте кэш-устройство:

sudo make-bcache -C /dev/sdX1

Создайте бекэнд-устройство:

sudo make-bcache -B /dev/sdY1

Присоедините кэш к бекэнду:

echo /dev/bcache0 | sudo tee /sys/block/bcache0/bcache/attach

Кэширование приложений и баз данных

Кэширование на уровне приложений и баз данных позволяет значительно улучшить производительность за счет хранения часто запрашиваемых данных в памяти.

Использование Redis для кэширования

Redis — это высокопроизводительный in-memory key-value store, который можно использовать для кэширования данных приложений.

Установка Redis

sudo tdnf install redis

Запустите и включите службу Redis:

sudo systemctl start redis

sudo systemctl enable redis

Настройка кэширования в базе данных MySQL

Для улучшения производительности MySQL можно настроить кэширование запросов.

Настройка Query Cache в MySQL

Откройте файл конфигурации MySQL:

sudo nano /etc/my.cnf

Добавьте следующие строки в секцию [mysqld]:

query_cache_type = 1
query_cache_size = 64M

Перезапустите MySQL для применения изменений:

sudo systemctl restart mysqld

Использование Memcached для кэширования

Memcached — это распределенный кэш-память, который можно использовать для кэширования данных приложений.

Установка Memcached

sudo tdnf install memcached

Запустите и включите службу Memcached:

sudo systemctl start memcached

sudo systemctl enable memcached

Мониторинг и анализ эффективности кэширования

Для оценки эффективности настроенного кэширования используйте инструменты мониторинга и анализа.

Мониторинг использования памяти

Используйте команду free для мониторинга использования памяти и кэширования:

free -h

Мониторинг производительности дисков

Используйте команды iostat и iotop для мониторинга производительности дисков:

iostat -x 1

sudo iotop

Анализ эффективности кэш ирования приложений

Используйте встроенные инструменты и плагины для мониторинга производительности приложений и баз данных. Например, для MySQL используйте команду:

mysqladmin -u root -p status

Для Redis используйте команду:

redis-cli info