Linux页缓存测试指南从原理到实战：轻松掌握磁盘IO优化方法

📌 实验准备

一台Linux机器（物理机、虚拟机或云主机均可），建议内存不小于1GB，磁盘剩余空间不小于2GB。需要Linux性能测试常用工具：fio、dd、free、vmstat。通常系统默认已安装，若无则使用包管理器安装（如yum install fio）。

🔍 步骤1：观察当前页缓存状态

运行free -h查看内存使用，重点关注buff/cache列。页缓存是其中主要组成部分。也可查看cat /proc/meminfo | grep -E "^(MemTotal|MemFree|Cached)"，其中Cached就是页缓存的大小。

📂 步骤2：生成测试文件并首次读取

使用dd if=/dev/zero of=testfile bs=1M count=1024生成一个1GB的测试文件（若磁盘空间有限可减小count）。然后清空系统缓存：echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches（需要root权限）。现在首次读取文件：time cat testfile > /dev/null，记录real时间，这是直接从磁盘IO读取的速度。

🧹 步骤3：不清缓存，二次读取

紧接着再次执行time cat testfile > /dev/null。你会发现第二次读取耗时极短，因为数据已缓存在页缓存中，几乎不产生磁盘IO。此时再运行free -h，可见buff/cache显著增加。

🧪 步骤4：精确测量——使用fio排除干扰

dd命令不够精细，推荐使用fio进行Linux性能测试。编写以下配置：[test]rw=readbs=4ksize=1Gfilename=testfileioengine=libaiodirect=0direct=0表示使用页缓存，运行fio test.fio观察带宽和IOPS。然后执行缓存清理：echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches，再次运行fio。对比两次结果，磁盘IO性能差异一目了然。

🎯 结论与启示

实验表明：利用页缓存，重复读性能可提升几十甚至上百倍。这是Linux内核将空闲内存用于缓存磁盘块，极大减少实际磁盘IO次数的结果。在日常运维和开发中，理解这一机制有助于优化应用IO模式，例如数据库可适当调大innodb_buffer_pool_size，文件服务器可利用vmtouch等工具主动管理缓存。同时，缓存清理是测试缓存效果的标准操作，生产环境请谨慎使用。

通过本教程，你已亲手验证了Linux页缓存对磁盘IO的巨大影响。现在，你可以自信地向同事解释为什么Linux第二次读文件总是“秒开”！

关键词：页缓存、磁盘IO、Linux性能测试、缓存清理