linux free指令中buffer和cache的差別

二次轉載，對方并沒有提供原連結，很抱歉，隻有對方的連結：http://blog.csdn.net/grantlee1988/article/details/7691183

[[email protected] ~]#free -m

           total    used   free   shared    buffers   cached

Mem: 503     368     134        0             56          249

-/+ buffers/cache: 62 440

Swap: 1023 0 1023

Mem：表示實體記憶體統計

-/+ buffers/cached：表示實體記憶體的緩存統計

Swap：表示硬碟上交換分區的使用情況，這裡我們不去關心。

系統的總實體記憶體：255268Kb（256M），但系統目前真正可用的記憶體b并不是第一行free 标記的 16936Kb，它僅代表未被配置設定的記憶體。

第1行 Mem：

total：表示實體記憶體總量。

used：表示總計配置設定給緩存（包含buffers 與cache ）使用的數量，但其中可能部分緩存并未實際使用。

free：未被配置設定的記憶體。

shared：共享記憶體，一般系統不會用到，這裡也不讨論。

buffers：系統配置設定但未被使用的buffers 數量。

cached：系統配置設定但未被使用的cache 數量。

buffer 與cache 的差別見後面。

total = used + free

第2行 -/+ buffers/cached：

used：也就是第一行中的used - buffers-cached 也是實際使用的記憶體總量。

free：未被使用的buffers 與cache 和未被配置設定的記憶體之和，這就是系統目前實際可用記憶體。

free 2= buffers1 + cached1 + free1 //free2為第二行、buffers1等為第一行

buffer 與cache 的差別：

A buffer is something that has yet to be "written" to disk.

A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use

第二行(mem)的used/free與第三行(-/+ buffers/cache) used/free的差別。

這兩個的差別在于使用的角度來看，

第一行是從OS的角度來看，因為對于OS，buffers/cached 都是屬于被使用，是以他的可用記憶體是16936KB,已用記憶體是238332KB,其中包括，核心（OS）使用+Application(X,oracle,etc)使用的+buffers+cached.

第三行所指的是從應用程式角度來看，對于應用程式來說，buffers/cached 是等于可用的，因為buffer/cached是為了提高檔案讀取的性能，當應用程式需在用到記憶體的時候，buffer/cached會很快地被回收。

是以從應用程式的角度來說，可用記憶體=系統free memory+buffers+cached.

二. buffer與cache的差別

A buffer is something that has yet to be "written" to disk.

A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

2.1 Cache

Cache：高速緩存，是位于CPU與主記憶體間的一種容量較小但速度很高的存儲器。

由于CPU的速度遠高于主記憶體，CPU直接從記憶體中存取資料要等待一定時間周期，Cache中儲存着CPU剛用過或循環使用的一部分資料，當CPU再次使用該部分資料時可從Cache中直接調用,這樣就減少了CPU的等待時間,提高了系統的效率。

Cache又分為一級Cache(L1 Cache)和二級Cache(L2 Cache)，L1 Cache內建在CPU内部，L2 Cache早期一般是焊在主機闆上,現在也都內建在CPU内部，常見的容量有256KB或512KB L2 Cache。

Linux free指令中的cache和以上講的cache不同，緩存（cached）是把讀取過的資料儲存起來，重新讀取時若命中（找到需要的資料）就不要去讀硬碟了，若沒有命中就讀硬碟。其中的資料會根據讀取頻率進行組織，把最頻繁讀取的内容放在最容易找到的位置，把不再讀的内容不斷往後排，直至從中删除。

2.2 Buffer

Buffer：緩沖區，一個用于存儲速度不同步的裝置或優先級不同的裝置之間傳輸資料的區域。通過緩沖區，可以使程序之間的互相等待變少，進而使從速度慢的裝置讀入資料時，速度快的裝置的操作程序不發生間斷。緩沖（buffers）是根據磁盤的讀寫設計的，把分散的寫操作集中進行，減少磁盤碎片和硬碟的反複尋道，進而提高系統性能。

兩者都是RAM中的資料。簡單來說，buffer是即将要被寫入磁盤的，而cache是被從磁盤中讀出來的。 

在Free指令中顯示的buffer和cache，它們都是占用記憶體：

buffer : 作為buffer cache的記憶體，是塊裝置的讀寫緩沖區，更靠近儲存設備，或者直接就是disk的緩沖區。

cache: 作為page cache的記憶體,檔案系統的cache，是memory的緩沖區

如果cache的值很大，說明cache住的檔案數很多。如果頻繁通路到的檔案都能被cache住，那麼磁盤的讀IO必會非常小

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Buffer和Cache的差別

buffer與cache操作的對象就不一樣。

buffer（緩沖）是為了提高記憶體和硬碟（或其他I/0裝置）之間的資料交換的速度而設計的。

cache（緩存）是為了提高cpu和記憶體之間的資料交換速度而設計，也就是平常見到的一級緩存、二級緩存、三級緩存。

cpu在執行程式所用的指令和讀資料都是針對記憶體的，也就是從記憶體中取得的。由于記憶體讀寫速度慢，為了提高cpu和記憶體之間資料交換的速度，在cpu和記憶體之間增加了cache，它的速度比記憶體快，但是造價高，又由于在cpu内不能內建太多內建電路，是以一般cache比較小，以後intel等公司為了進一步提高速度，又增加了二級cache，甚至三級cache，它是根據程式的局部性原理而設計的，就是cpu執行的指令和通路的資料往往在集中的某一塊，是以把這塊内容放入cache後，cpu就不用在通路記憶體了，這就提高了通路速度。當然若cache中沒有cpu所需要的内容，還是要通路記憶體的。

緩沖（buffers）是根據磁盤的讀寫設計的，把分散的寫操作集中進行，減少磁盤碎片和硬碟的反複尋道，進而提高系統性能。linux有一個守護程序定期清空緩沖内容（即寫入磁盤），也可以通過sync指令手動清空緩沖。舉個例子吧：我這裡有一個ext2的U盤，我往裡面cp一個3M的MP3，但U盤的燈沒有跳動，過了一會兒（或者手動輸入sync）U盤的燈就跳動起來了。解除安裝裝置時會清空緩沖，是以有些時候解除安裝一個裝置時要等上幾秒鐘。

修改/etc/sysctl.conf中的vm.swappiness右邊的數字可以在下次開機時調節swap使用政策。該數字範圍是0～100，數字越大越傾向于使用swap。預設為60，可以改一下試試。–兩者都是RAM中的資料。

簡單來說，buffer是即将要被寫入磁盤的，而cache是被從磁盤中讀出來的。

buffer是由各種程序配置設定的，被用在如輸入隊列等方面。一個簡單的例子如某個程序要求有多個字段讀入，在所有字段被讀入完整之前，程序把先前讀入的字段放在buffer中儲存。

cache經常被用在磁盤的I/O請求上，如果有多個程序都要通路某個檔案，于是該檔案便被做成cache以友善下次被通路，這樣可提高系統性能。

簡單來說，buffer就是個通道，cache就是個容器，cache可翻譯成“快取”