page cahe

page cache 本质上是内核用了一块内存来解决 io设备和应用程序之间巨大速度差距，减少 I/O，提升应用的 I/O 速度。

不使用page cache 则会有2个选择

direct io
应用自己实现内存buffer （mysql自己实现了 buffer pool）

page cache

产生page cache 的两种方式

Buffered I/O（标准 I/O）；
数据从用户缓冲区到内核缓冲区，
Memory-Mapped I/O（存储映射 I/O）
用户空间直接映射到内核缓冲区page cache，直接读写

内存申请

应用在申请内存的时候，即使没有 free 内存，只要还有足够可回收的 Page Cache，就可以通过回收 Page Cache 的方式来申请到内存，回收的方式主要是两种：直接回收和后台回收

内存申请过程

观察内存回收使用sar 命令

$ sar -B 1
02:14:01 PM  pgpgin/s pgpgout/s   fault/s  majflt/s  pgfree/s pgscank/s pgscand/s pgsteal/s    %vmeff


02:14:01 PM      0.14    841.53 106745.40      0.00  41936.13      0.00      0.00      0.00      0.00
02:15:01 PM      5.84    840.97  86713.56      0.00  43612.15    717.81      0.00    717.66     99.98
02:16:01 PM     95.02    816.53 100707.84      0.13  46525.81   3557.90      0.00   3556.14     99.95
02:17:01 PM     10.56    901.38 122726.31      0.27  54936.13   8791.40      0.00   8790.17     99.99
02:18:01 PM    108.14    306.69  96519.75      1.15  67410.50  14315.98     31.48  14319.38     99.80
02:19:01 PM      5.97    489.67  88026.03      0.18  48526.07   1061.53      0.00   1061.42     99.99


pgscank/s : kswapd(后台回收线程) 每秒扫描的 page 个数。
pgscand/s: Application 在内存申请过程中每秒直接扫描的 page 个数。
pgsteal/s: 扫描的 page 中每秒被回收的个数。
%vmeff: pgsteal/(pgscank+pgscand), 回收效率，越接近 100 说明系统越安全，越接近 0 说明系统内存压力越大。

page cache 管理不当引起load升高

page cache难以释放导致的问题
1.直接内存回收：
观察：sar -B中pgscank/s、pgscand/s表示扫描的页面数量，前者表示kswapd扫描结果，后者表示直接扫描。需要让直接扫描越小越好。
解决：设置vm.min_free_kbytes，尽早开始后台回收。
2.脏页积压：
观察：sar -r中kbdirty即是脏页大小。
解决：设置vm/dirtyxxx控制脏页个数在合理范围内。
3.NUMA设置不合理：
观察：numactl --hardware查看是否还有一半内存空闲，但是还是频频发生direct reclaim。
解决：vm.zone_reclaim_mode = 0

drop_caches 使用不当，导致page cache 被回收从而导致性能下降
观察 /proc/vmstat 性能下降前后是否 drop_pagecache 3 drop_slab 2 的变化。
5.内核机制引起的page cache被回收导致的