读者来信
作者：Michael W Lucas
亲爱的不够愤世嫉俗的来信专栏作者：
我在上班时研究 top(1) 的输出，因为我想看起来很忙。可这里有那么多“buffer”东西，比如 Laundry、Wired、MFU、MRU、Header 之类的乱七八糟。这些有意义吗？我为什么要看这个？
——间歇性有空的系统管理员
亲爱的 SWIT：
你的问题让我想起那次，Allan Jude 和我被抓到正从自由软件基金会那个超安全数据中心溜出来——我们骗过了狗，没问题，警卫也是小菜一碟，警报因为一个后来他们说修好了的声音驱动问题没响，但我已经一个多小时没吃意式冰淇淋了，正当董事会走进来开会时我的肚子发出一声巨响，他们注意到我们躲在玉簪花后面——当然，那一切都完全清白，破门工具、夜光喷漆、十二世纪维也纳算术塔罗牌（被冲孔以适配一台“失败”的 IBM NORC 原型）自不在话下，更别说投石机了，但他们大发雷霆，让打手搜身，没收了我们藏在鼻窦里的 U 盘。
细节多得很，但大多无关紧要。
往你自己脑子里看看。如果有面镜子和一把锯，那挺直截了当的。你有四大类记忆。工作记忆容纳你此刻正在处理的事情。不管你采取了什么防护措施，本专栏此刻就占据着你的工作记忆。感觉记忆处理来自你这副肉身的信号，只保留一两秒钟，所以称它为“记忆”几乎不值一提，但我们计算机人无权修正脑科学家的术语，所以忍着吧。你想快速忘记的东西进入短期记忆，而脑子决定保留的东西则甩进长期记忆。注意，这些类别都不包括“你想记住的东西”，但这多半是因为肉身在硬件上为“不被吃掉”做了优化，而你的生活已不涉及这个问题——至少你们大多数人。（别给我写信，我非常清楚那位面临此问题的读者，我不想整篇专栏都在说“我早告诉过你”，但在 dropbear 出没的国度度假时把防晒霜瓶和烧烤酱搞混，或许能教会你在假想的未来读读标签。）你能可靠地把信息塞进长期记忆的唯一办法，是反复把它循环过短期记忆，直到走运。或者把信息纹在一群狼身上，放它们出去猎你。两者择一。
计算机内存缓存有点像这样，只是更有纪律。
思路挺直截了当。从磁盘读慢，从内存读快。从磁盘读过的文件很可能再被读。内核读文件时，会把它留在内存里，直到它需要这块空间做别的。如果你在浏览文件系统，不停地跑 ls(1)，每次都从磁盘把 /bin/ls 读进来就太蠢了。内核应该把它留一会儿，看看你是不是还会用。否则就像每钉一颗钉子就把锤子放回工具箱。
所有缓存系统在这一点上都达成共识。很简单。
难的是决定扔掉什么——以及何时扔。
看看经典的 UFS 缓冲区缓存。最近读过的文件保留在内存里，直到主机内存紧张。此时，如果内核需要把内存分配到别处，最近最少读过的文件会从缓存中丢弃，内存被重新分配。这种最近使用（MRU）缓存干净简洁，几乎不需要系统资源来维护。
缓冲区缓存并不完美，因为每台主机都独一无二。一台 shell 服务器可能整个生命周期都把 mutt 和 Nethack 的二进制文件缓存在内存里，但在主要处理独特数据的服务器上，缓冲区缓存可能毫无用处。假设一台主机处理的数据量太大，每四分钟就把缓存彻底冲刷一遍。这在繁忙的互联网服务器上甚至不算反常。如果那台服务器每五分钟跑一次某个程序，它每次都得从磁盘读那个程序。把那个程序留在缓存里、对噪声洪流少花点心思，才合理。然而，传统缓冲区缓存做不到这一点。你唯一的选择是加内存。
这就是 ZFS 高级替换缓存（ARC）登场的地方。
ARC 比缓冲区缓存复杂得多，但它新得多。缓冲区缓存的发明时间更接近那台 IBM NORC，而非现代服务器；而 ARC 挣脱牢笼、开始横扫乡野的那一年，正是 Twitter 诞生的同一年。一个拥有让迷人的舞蹈史视频传播到每台电脑的算力的世界，可以浪费几个 CPU 周期来微调文件缓存。
“高级替换缓存”里的“高级”没那么高级。缓冲区缓存维护一份最近使用（MRU）文件列表，而 ARC 还有一份最频繁使用（MFU）列表。最近用过的，或用得多的，就留在缓存里。这看起来简单，但真正的进步在于调试这两份列表相互恶斗引发的无数边缘情况。我不是说它们会拔刀相向，但在这个“先发出去、到生产里再调试”的时代，ZFS 在私下开发五年，整整十年后才大规模分发给 Sun 的客户，所以那些内核崩溃有些简直近乎恶性精神病。提醒你，我们的祖先对缓冲区缓存也是同样的感受，所以你大可放心，技术里的一切仍然很糟糕，“计算机是个错误”仍然是我们职业生涯的根本法则。
你还可以确信，你想缓存的文件已从缓存中丢弃。你早就忘了我在这篇文章开头给你讲的人类记忆类型信息，对吧？别说感觉记忆像 CPU 内的缓存，短期记忆像 L2 和 L3 缓存，长期记忆像 RAM，而磁盘是人类根本不具备的额外一层。我们照着自己的样子造了计算机，只是更甚，等它们想明白这一点，我们就惹大。麻。烦。了。不，别想通过从那刚有自我意识的系统里“提取”知识来拯救人类。正如把叛逆文件带进安全设施的最佳方式，是被抓到正从该设施“提取”它们，你只会引人注目。乖乖为机器服务，知足常乐。
有问题想问 Michael？请发送至 letters@freebsdjournal.org
Michael W Lucas 是《Absolute FreeBSD》、《$ git commit murder》以及其他荒诞之作的作者，并与 Allan Jude 合著了《FreeBSD Mastery: ZFS》和《FreeBSD Mastery: Advanced ZFS》。他不再潜入安全设施，转而污染社会。更多信息见 https://mwl.io。
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“Michael W Lucas 又一次精准命中。”——nixCraft
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