数据缓存Agent
在现代物联网（IoT）和工业互联网（IIoT）应用中，数据的高效管理对系统性能和用户体验至关重要。
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为了应对高并发环境下的实时读写需求，设计了一套完整的缓存机制，包括写缓存、读缓存、元数据缓存和文件系统缓存。
写缓存
在物联网数据应用中，用户往往最关注最近产生的数据，即设备的当前状态。TDengine 充分利用了这一业务特性，将最近到达的当前状态数据优先存储在缓存中，以便用户能够快速获取所需信息。
创建数据库时的两个关键参数 vgroups 和 buffer 分别决定了数据库中的数据由多少个 vgroup 进行处理，以及为每个 vnode 分配多少写入缓存。通过合理配置这两个参数，用户可以根据实际需求调整数据库的性能和存储容量，从而实现最佳的性能和成本效益。
例如，下面的 SQL 创建了包含 10 个 vgroup、每个 vnode 占用 256MB 内存的数据库。
代码块
SQL
CREATE DATABASE POWER VGROUPS 10 BUFFER 256 CACHEMODEL 'NONE' PAGES 128 PAGESIZE 16;
缓存越大越好，但超过一定阈值后再增加缓存对写入性能提升并无帮助。参数含义见 VGROUPS、BUFFER。
读缓存
通过设置 cachemodel 参数，TDengine 用户可以灵活选择适合的缓存模式，包括缓存最新一行数据、每列最近的非 NULL 值，或同时缓存行和列的数据。这种灵活性使 TDengine 能根据具体业务需求提供精准优化，在物联网场景下尤为突出，助力用户快速访问设备的最新状态。
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这种设计不仅降低了查询的响应延迟，还能有效缓解存储系统的 I/O 压力。在高并发场景下，读缓存能够帮助系统维持更高的吞吐量，确保查询性能的稳定性。借助 TDengine 读缓存，用户无需再集成如 Redis 一类的外部缓存系统，避免了系统架构的复杂化，显著降低运维和部署成本。
此外，TDengine 的读缓存机制还能够根据实际业务场景灵活调整。在数据访问热点集中在最新记录的场景中，这种内置缓存能够显著提高用户体验，让关键数据的获取更加快速高效。相比传统缓存方案，这种无缝集成的缓存策略不仅简化了开发流程，还为用户提供了更高的性能保障。
关于 TDengine 读缓存的更多详细内容请看 读缓存。LAST / LAST_ROW 函数语义见 LAST、LAST_ROW；LRU、延迟加载等机制见 整体架构：last/last_row 缓存。
元数据缓存
为了提升查询和写入操作的效率，每个 vnode 都配备了缓存机制，用于存储其曾经获取过的元数据。这一元数据缓存的大小由创建数据库时的两个参数 pages 和 pagesize 共同决定。其中，pagesize 参数的单位是 KB，用于指定每个缓存页的大小。如下 SQL 会为数据库 power 的每个 vnode 创建 128 个 page、每个 page 16KB 的元数据缓存
代码块
SQL
CREATE DATABASE POWER PAGES 128 PAGESIZE 16;
文件系统缓存
TDengine 采用 WAL 技术作为基本的数据可靠性保障手段。WAL 是一种先进的数据保护机制，旨在确保在发生故障时能够迅速恢复数据。其核心原理在于，在数据实际写入数据存储层之前，先将其变更记录到一个日志文件中。这样一来，即便集群遭遇崩溃或其他故障，也能确保数据安全无损。
TDengine 利用这些日志文件实现故障前的状态恢复。在写入 WAL 的过程中，数据是以顺序追加的方式写入硬盘文件的。因此，文件系统缓存在此过程中发挥着关键作用，对写入性能产生显著影响。为了确保数据真正落盘，系统会调用 fsync 函数，该函数负责将文件系统缓存中的数据强制写入硬盘。
数据库参数 wal_level 和 wal_fsync_period 共同决定了 WAL 的保存行为。
•
wal_level：此参数控制 WAL 的保存级别。级别 1 表示仅将数据写入 WAL，但不立即执行 fsync 函数；级别 2 则表示在写入 WAL 的同时执行 fsync 函数。默认情况下，wal_level 设为 1。虽然执行 fsync 函数可以提高数据的持久性，但相应地也会降低写入性能。
•
wal_fsync_period：当 wal_level 设置为 2 时，这个参数控制执行 fsync 的频率。设置为 0 则表示每次写入后立即执行 fsync，这可以确保数据的安全性，但可能会牺牲一些性能。当设置为大于 0 的数值时，则表示 fsync 周期，默认为 3000，范围是[1， 180000]，单位毫秒。
代码块
SQL
CREATE DATABASE POWER WAL_LEVEL 2 WAL_FSYNC_PERIOD 3000;
在创建数据库时，用户可以根据需求选择不同的参数设置，以在性能和可靠性之间找到最佳平衡：
•
性能优先：将数据写入 WAL，但不立即执行 fsync 操作，此时新写入的数据仅保存在文件系统缓存中，尚未同步到磁盘。这种配置能够显著提高写入性能。
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可靠性优先：将数据写入 WAL 的同时执行 fsync 操作，将数据立即同步到磁盘，确保数据持久化，可靠性更高。