Windows NT, 2000, XP
	Um den File-Cache etwas unter Kontrolle zu bekommen, habe ich auf Basis des Quelltextes von CacheSet meinen NtCacheSetter geschrieben, der das Trimmen des Working-Sets des File-Caches regelmäßig ausführt. Beispiel für die Kommandozeile: NtCacheSet /int=1s /min=8M /max=64M /show=1 /int setzt den Interval in Millisekunden oder mit Einheit s auf n Sekunden /min ist der Minimum-Wert des Working-Sets in Bytes oder mit Einheit KiB, MiB, GiB (K, M, G reichen auch) /max ist der Maximum-Wert des Working-Sets in Bytes oder mit Einheit KiB, MiB, GiB (K, M, G reichen auch) Standard-Werte bei Start ohne Kommandozeile: - Interval: 1 Sekunde - Maximum: 1/16 des Hauptspeichers - Minimum: 1/4 des Maximums - Show: 0 (Fenster nicht zeigen) NtCacheSet nochmal gestartet, beendet es die vorherige Instanz. Das periodische Trimmen erfolgt nur wenn die aktuelle Größe das gewählte Maximum um 10% überschreitet, da jedes Trimmen das System kurz ausbremst. Im Fenster wird das durch die "LED" signalisiert: Grau: Ruhe Grün: Werte geprüft, kein Handlungsbedarf Rot : Werte geprüft und Cache-Einstellungen gesetzt Zum Testen verschiedener Werte kann man auf diese klicken und neue eingeben. Ja, das ist schlechtes GUI-Design. Ich kann nicht versprechen, dass das Tool sinnvoll ist - aber ich denke schon, spätestens seit Microsoft bei Windows 2003 Server SP1 die Funktion SetSystemFilecacheSize eingeführt hat, s. unten. Periodisches Trimmen ist aber eine Notlösung: Ist der Intervall zu lang, kann Windows das Cache-Working-Set zwischenzeitich doch wieder zu Lasten von Anwendungen wachsen lassen, mit einem kurzen Intervall wird etwas CPU-Last generiert. Interessant ist dieser (englische) Artikel aus dem Buch "Windows 2000 Performance Guide": File Cache Performance and Tuning

	Windows 2003 Server, Vista, Windows 7/8/10, Server 201x
	Mit dem Service Pack 1 für Windows 2003 Server hat Microsoft eine neue API-Funktion eingeführt, mit der sich das Working Set des File-Caches permanent limitieren läßt: SetSystemFilecacheSize. Daraus habe ich ein gleichnamiges Tool gemacht. Ohne Kommandozeilenparameter zeigt es eine Messagebox mit den aktuellen Werten. Um Einstellungen vorzunehmen, muss es "als Administrator" und mit entsprechenden Kommandozeilenparametern gestartet werden: Beispiele für die Kommandozeile: SetSystemFilecacheSize Zeigt die aktuellen Einstellungen SetSystemFilecacheSize /? Zeigt diese Hilfe SetSystemFilecacheSize 8 128 Setzt die minimale Größe auf 8 MB und die maximale auf 128 MB SetSystemFilecacheSize off 128 Deaktiviert die minimale Größe und setzt die maximale auf 128 MB SetSystemFilecacheSize off off Deaktiviert minimale und maximale Größe SetSystemFilecacheSize flush 'flusht' den File-Cache Das Tool zeigt eine Message-Box wenn nötig, sonst bleibt es unsichtbar und gibt Errorlevel 0 zurück. Für Werte > 4096 MB auf x64 Systemen muß die x64-Version benutzt werden. Im Gegensatz zu Sysinternals CacheSet bewirkt SetSystemFilecacheSize ein permanente Limitierung der Größe des Working-Sets des File-Caches. Das Working-Set zu limitieren heißt nicht, dass der Cache nicht größer werden kann als dieses Limit. Begrenzt ist nur das Working-Set des Caches. Wenn ausreichend freier Speicher vorhanden ist, wird der Cache auch größer. Das Limitieren des Working-Sets bewirkt nur, dass das Working-Set laufender Prozesse nicht zu Gunsten des Caches zusammengestrichen und deren Speicher in der Folge ausgelagert wird. Mit dem Windows 10 Update 1703 hat SetSystemFilecacheSize keine Wirkung mehr, deshalb habe ich den alten NT Cache Setter aktualisiert, siehe oben. Mit Update 1709 funktioniert es wieder.

	Microsoft
	Inzwischen hat sich auch Microsoft des Problems angenommen: http://support.microsoft.com/kb/976618.

	Verhalten des Windows File-Cache und wie man es testet
	Zum Testen des File-Caches habe ich ein weiteres kleines Tool geschrieben: FileCacheTest Mit einem parallel laufenden CacheSet kann man die Auswirkungen auf das Working-Set des File-Caches beobachten. FileCacheTest schreibt in oder liest aus einer Datei und nutzt dabei verschiedene Optionen (Flags) der dafür zuständingen Win32-API-Funktion CreateFile. Hier die Bedeutung der Flags - alle Beobachtungen sind unter XP SP2 und LargeFileCache=0 gemacht. Kein Flag: Windows macht keine speziellen Annahmen und der Working-Set bleibt unauffällig. Daten werden gecached. FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS: Windows nimmt zufällige Zugriffsmuster an, meint daher, es müsse das Workig-Set des Caches aggresiv aufblasen und ggf. das Working-Set von Anwendungen zusammenstreichen und deren Speicher auch gerne mal auslagern. Später kann man dann zusehen wie insbesondere zwischenzeitlich minimierte Anwendungen - offenbar ohne jede Optimierung - aus dem Pagefile gebuddelt werden (beim Minimieren wird das Working-Set einer Anwendung auf Null getrimmt - zu sehen auch im Task-Manager). Vistas "ReadyBoost" soll dieses Symptom lindern... Für Software-Entwickler: Dieses Flag nur mit großer Vorsicht nutzen! Sich auf den Windows File-Cache zu verlassen heißt nichts weiter, als das was man selbst machen kann, einem Automatismus zu überlassen. Pfui! Nero6 scheint es beim Schreiben einer Image-Datei zu nutzen. Macht ja auch Sinn - die Zugriffe sind total zufällig... FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN: Windows nimmt sequenzielle Zugriffe an. Auf den ersten Blick keine große Wirkung. Wahrscheinlich werden alte Cache-Blöcke schneller wieder verworfen und es wird Wert auf das Vorrauslesen gelegt. FILE_FLAG_NO_BUFFERING: Windows arbeitet vollständig am Cache vorbei - so liest und schreibt man große Dateien am schnellsten! Daten werden direkt zwischen Datenträger und dem Datenpuffer in der Anwendung transferiert - es sei denn die Datei ist NTFS-komprimiert. Das 'no buffering' scheint sich nur auf die Daten selbst und nicht auf den Verzeichniseintrag zu beziehen. Hakt man in der Testanwendung 'flush at end' an, gibts auch hier noch eine kurze Pause. Möglicherweise weist Windows hier tatsächlich die Festplatte zum Leeren ihres internen Caches an. Wer weiß mehr? Für Software-Entwickler: Der Puffer in der Anwendung muß eine Startadresse haben die ein ganzzahliges Vielfaches der Sektorgröße des Datenträgers ist. Auch die Anzahl der zu lesenden oder zu schreibenden Bytes muß ein Vielfaches der Sektorgröße sein. Den Puffer bekommt man am einfachsten, indem man sich den Speicher per VirtualAlloc holt. Das liefert 64K aligned Speicher - das ist ok für alle bekannten Sektorgrößen (2K bei CD/DVD, neuerdings 4K bei einigen Festplatten). In C/C++ geht auch _aligned_malloc. Am Dateiende muß man beim Schreiben ggf. mit SetFilePointer und SetEndOfFile korrigieren. FILE_FLAG_WRITE_THROUGH: Schreibzugriffe gehen durch den Cache, aber auch in den Cache - folgende Lesezugriffe kommen also u.U. aus dem Cache. Außderdem wird physische Datenträger angewiesen, eventuell vorhandenen Cache nicht zu benutzen, also direkt auf den Datenträger zu schreiben, bzw. am Ende des Schreibens sofort zu Leeren. Mit 'flush at finish' wird nach dem Ende des Schreibens der File-Cache 'geflusht', also zum sofortigen Leeren angewiesen. Wurde kein Schreib-Cache benutzt, ist die 'flush time' gleich oder nahe Null. Das ist z.B. der Fall, wenn man auf einen FAT-formatierten USB-Stick schreibt - auch dann, wenn für ihn dank Richtlinie 'Für Geschwindigkeit optimieren' angeblich ein Schreibcache aktiv sein soll. Die Einstellung hat aber seit sie mit XP eingeführt wurde bei USB-Wechseldatenträgern keinerlei meßbare Wirkung. siehe auch meine Tips zu USB-Sticks. Erst wenn man mit der Blockgröße auf unter 4096 Bytes geht, bekommt man einen Schreibcache, wie gehabt unabhängig von o.g. Richtlinien. So kann man locker mal 20 MB Daten in den Schreibcache eines 'Zum schnellen Entfernen optimierten' USB-Sticks blasen. Bei NTFS-formatierten USB-Wechseldatenträgern liegt die magische Grenze bei einer Blockgröße von ca. 512 KB. Je langsamer der USB-Stick umso deutlicher der Effekt. Mit "create and delete files" werden leere Dateien angelegt und anschließend gelöscht. So wird deutlich, ob Schreibzugriffe auf's Dateisystem gepuffert werden oder nicht.

 
 

	Download
	NtCacheSetter, SetSystemFilecacheSize und FileCacheTest sind Freeware. Download NtCacheSetter V0.4: ntcacheset.zip Die VB6 Runtimes werden benötigt. Sie sind bei NT4-SP5, W2K, XP, Vista, Windows 7/8/10 und den Servern schon dabei. Download SetSystemFilecacheSize V0.3: SetSystemFilecacheSize.zip Download FileCacheTest: FileCacheTest.zip

letzte inhaltliche Änderung: 17.04.2017

Uwe Sieber