缓存文件置换机制

缓存文件置换机制（英语：Cache replacement policies）是电脑处理缓存存储器的一种机制。

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
• 最少使用算法（LFU）：最久没有访问的内容作为替换对象
• 最近最少使用算法（LRU）：最近最少使用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 algorithm

概述

内存的平均引用时间为：

$T=m\times T_{m}+T_{h}+E$

其中

$T$ = 内存平均引用时间

$m$ = 未命中率 = 1 - (命中率)

$T_{m}$ = 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)

$T_{h}$= 延迟，即命中时引用缓存的时间

$E$ = 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。

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。