基于Hadoop分布式文件系统（HDFS）研发的海量小文件系统（SMDFS）遗留了HDFS不兼容可移植操作系统接口（POSIX）约束的问题，为解决SMDFS的这一问题，提出基于本地缓存的POSIX兼容技术和基于数据暂存区的元数据高效管理技术。首先，通过设置数据暂存区来实现读写模式文件流的重定向，然后建立异步线程池模型，实现数据暂存区镜像文件的同步，从而完成用户层到存储层的所有POSIX相关的文件操作。此外，借助跳表结构的元数据缓存实现List目录等元数据操作效率优化。测试表明，相较于HDFS的Linux客户端，基于技术成果实现的SMDFS3.0的随机读性能有10倍以上的性能提升，顺序读和顺序写性能有约3~4倍的提升，随机写性能可以达到本地文件系统的20%，基于目录的元数据缓存的设计使目录的List操作效率提升近10倍。但是，由于用户空间文件系统（FUSE）挂载的客户端会引入额外的内核态和用户态切换等带来的开销，因此SMDFS3.0的Linux客户端相对于系统的Java接口会有大约50%的性能损耗。