linux buffer 与 cache 的区别

Posted 2020-09-20

linux buffer 与 cache 的区别。
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.
两者都是RAM中的数据。简单来说，buffer(缓冲）是即将要被写入磁盘的，而cache(缓存)是被从磁盘中读出来的

缓冲（buffers）
缓冲区，一个用于存储速度不同步的设备或优先级不同的设备之间传输数据
的区域。通过缓冲区，可以使进程之间的相互等待变少，从而使从速度慢的设备读入数据 时，
速度快的设备的操作进程不发生间断

是根据磁盘的读写设计的，把分散的写操作集中进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提高系统性能。linux有一个守护进程定期清空缓冲内容（即写磁盘），也可以通过sync命令手动清空缓冲。举个例子吧：我这里有一个ext2的U盘，我往里面cp一个3M的 MP3，但U盘的灯没有跳动，过了一会儿（或者手动输入sync）U盘的灯就跳动起来了。卸载设备时会清空缓冲，所以有些时候卸载一个设备时要等上几秒钟。

缓存（cached）是把读取过的数据保存起来，重新读取时若命中（找到需要的数据）就不要去读硬盘了，若没有命中就读硬盘

其实这缓存内存(Cache Memory)在你需要使用内存的时候会自动释放，所以你不必担心没有 内存可用。
如果你希望手动去释放Cache Memory也是可以的

如何手工释放Cache Memory(缓存内存), 用下面的命令可以释放Cache Memory：
To free pagecache
     $sync; echo 1>/proc/sys/vm/drop_caches
To free dentries and inodes:  
     $sync; echo 2>/proc/sys/vm/drop_caches
To free pagecache, dentries and inodes:
     $sync; echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches
注意，释放前最好sync一下，防止丢失数据。

2. 解释 free 命令
free命令中的buffer和cache：（它们都是占用内存）：
       buffer : 作为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区
       cache: 作为page cache的内存, 文件系统的cache


#这个命令行用来调查谁在加数据入page_cache
[[email protected] ~]# stap -e ‘probe vfs.add_to_page_cache {printf("dev=%d, devname=%s, ino=%d, index=%d, nrpages=%d/n", dev, devname, ino, index, nrpages )}‘
...
dev=2, devname=N/A, ino=0, index=2975, nrpages=1777


　　$ free

      total                used                 free                   shared               buffers             cached  
Mem： 255268               238332               16936                       0               85540               126384
-/+ buffers/cache：        26408                228860
Swap： 265000              0                    265000

　　Mem：表示物理内存统计

　　-/+ buffers/cached：表示物理内存的缓存统计
　　Swap：表示硬盘上交换分区的使用情况，这里我们不去关心。
　　系统的总物理内存：255268Kb（256M），但系统当前真正可用的内存b并不是第一行free 标记的 16936Kb，它仅代表未被分配的内存。
　　我们使用total1、used1、free1、used2、free2 等名称来代表上面统计数据的各值，1、2 分别代表第一行和第二行的数据。
　　total1：表示物理内存总量。
　　used1：表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用。
　　free1：未被分配的内存。
　　shared1：共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。
　　buffers1：系统分配但未被使用的buffers 数量。
　　cached1：系统分配但未被使用的cache 数量。buffer 与cache 的区别见后面。
　　used2：实际使用的buffers 与cache 总量，也是实际使用的内存总量。
　　free2：未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和，这就是系统当前实际可用内存。

　　可以整理出如下等式：
　　total1 = used1 + free1
    total1 = used2 + free2
    used1 = buffers1 + cached1 + used2
    free2 = buffers1 + cached1 + free1
可见，used2 是真正使用的， 比used1 小， used1 包含分配但未使用内存。
      free2 是真正可使用的。比free1 大，free1 未包含分配但未使用内存
实验：
读程序  看cache 会越来越大
写程序  看buffer 会越来越大