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基于性能隔离的缓存优化技术研究

司成祥  孟晓烜  许鲁  
【摘要】:在共享存储环境中,传统全局缓存管理的两个缺陷:1)共享缓存空间的多个应用之间相互干扰,每个应用不能公正地共享缓存资源.2)总体的缓存资源利用率较低.设计了一种基于分区的缓存管理系统——PB-Cache.它通过对缓存资源进行分区管理,每个应用具有自己独立的缓存分区,从而减少了不同类型应用负载之间相互干扰.同时,根据具体应用负载特征,每个缓存分区可选择最优的缓存容量从而提高分区缓存资源利用率.为验证PB-Cache在实际系统中的可行性和有效性,在Linux内核下实现了该系统.实验数据表明,系统的读性能和Linux vfs cache相当,而写性能要好于Linux vfs cache,表明了系统实现的有效性.在性能隔离测试中,整体平均性能提升45%,最大提升67%;单个应用性能最大提升136%.这说明了PB-Cache的缓存分区机制有效地实现了应用性能隔离,使得应用之间的性能干扰明显降低;而且根据应用的缓存收益,合理地分配每个应用的缓存容量,有效提高了应用的整体性能.

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