大数据时代的来临,需要处理的数字信息呈指数增长,分布式文件系统为大量数据的存储和处理提供了有效的解决方案。分布式文件系统所按照提供的接口可以分为两类:第一类是支持或部分支持POSIX接口的文件系统,第二类是提供私有专用接口。大多数支持或部分支持POSIX接口的分布式文件系统为了追求更好的性能,都选择在内核态实现客户端,但是内核态实现存在开发调试困难、周期长、移植困难等问题。基于FUSE(Filesystem in Userspace)框架实现了一个用户态文件系统客户端,和MDS(元数据存储服务器)、OSD(数据存储服务器)组成分布式文件系统。通过分析FUSE框架的实现特点和对用户态文件系统进行测试,发现用户态文件系统存在用户态与核态之间上下文切换次数多、数据拷贝次数多、网络通信效率低等问题。针对用户态文件系统的这些问题,在客户端采用元数据缓存和数据缓存聚合多次I/O的数据,尽量减少网络通信次数,提高网络利用率;异步I/O技术使客户端将数据I/O请求直接在本地完成,后台不断将脏数据刷到服务器;使用RDMA(Remote Direct Memory Access)减少网络通信中的数据拷贝次数,提高网络带宽;并行I/O提高客户端的并发度,减少I/O时延,从而提升系统的整体性能。结果表明,基于FUSE框架在用户态实现分布式文件系统客户端,开发调试简单、移植升级方便,通过上述优化措施可以将系统吞吐率提高2.5倍,达到核态分布式文件系统的80%以上。