信息技术的飞速发展,数字化信息的快速激增,给存储系统带来了严峻的挑战。传统磁盘存储设备因其固有的机械特性,已不能满足当前的数据密集型应用程序的需求。基于闪存的固态存储设备的出现改善了这种情况,并被广泛用作缓存以降低内存与磁盘之间的性能差距。针对分布式文件系统Cappella的数据服务器性能较低的现状,引入了固态存储设备与DRAM组成了两级混合缓存。提出了一种可配置的及历史信息感知的多级缓存替换算法Charm,Charm允许用户配置应用的访问模式、读写模式等多项内容,并且还可以根据应用对文件的历史访问信息来判断访问模式,从而能够适应访问模式的变化。此外,Charm过滤掉那些只访问一次的数据,将多次访问的热数据缓存至SSD中,从而减少对SSD的写入次数,提升SSD的寿命。在Cappella数据服务器上,设计并实现了基于DRAM和SSD的多级缓存系统,高效地管理缓存空间,将Charm算法作为缓存替换策略,实现了数据预取及对写回数据聚合后持久化到磁盘中。使用MCsim对Charm与现有的多级缓存替换算法进行了对比测试,在实际的工作负载下,Charm的整体缓存命中率提升了13%~46%,对SSD的写入次数减少了14%~30%。对使用了多级缓存的Cappella系统的测试表明,大文件顺序读写性能提升了9%~37%,小文件随机访问时延减少了68%~89%,有效提升了Cappella的数据服务器的性能。