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缓存文件置换机制

2018-07-27 10:05:23     所属分类:算法

缓存文件置换机制是电脑处理缓存存储器的一种机制。

电脑存储器空间的大小固定,无法容纳服务器上所有的文件,所以当有新的文件要被置换入缓存时,必须根据一定的原则来取代掉适当的文件。此原则即所谓缓存文件置换机制。

缓存文件置换方法有:

  • 先进先出算法(FIFO):最先进入的内容作为替换对象
  • 最近最少使用算法(LFU):最近最少使用的内容作为替换对象
  • 最久未使用算法(LRU):最久没有访问的内容作为替换对象
  • 非最近使用算法(NMRU):在最近没有使用的内容中随机选择一个作为替换对象
  • Belady's Min

概述

内存的平均引用时间为:[1]

其中

= 内存平均引用时间
= 未命中率 = 1 - (命中率)
= 未命中时访问主内存需要的时间 (或者在多层缓存中对下级缓存的访问时间)
= 延迟,即命中时引用缓存的时间
= 各种次级因素, 如多处理器系统中的队列效应

衡量缓存的指标主要有两个:延迟和命中率。同时也存在其他一些次级因素影响缓存的性能。[1]

缓存的命中率是指需要的对象在缓存中被找到的频率。 高效的置换策略会保留较多的实用信息来提升命中率(在缓存大小一定的情况下)。

缓存的延迟是指命中后,从发出请求到缓存返回指定对象所需的时间。 快速的置换策略通常会保留较少的置换信息,甚至不保留信息,来减少维护该信息所需要的时间。

每种置换策略都是在命中率和置换之间妥协。

  1. ^ 1.0 1.1 Alan Jay Smith. "Design of CPU Cache Memories" (PDF). Proc. IEEE TENCON. 1987. 

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