linux free命令中buffer和cache的區別

[[email protected] ~]#free -m

total used free shared buffers cached
Mem: 503 368 134 056 249
-/+ buffers/cache: 62 440
Swap: 1023 0 1023

Mem：表示物理內存統計
-/+ buffers/cached：表示物理內存的緩存統計
Swap：表示硬盤上交換分區的使用情況，這裡我們不去關心。
系統的總物理內存：255268Kb（256M），但系統當前真正可用的內存b並不是第一行free 標記的 16936Kb，它僅代表未被分配的內存。

第1行 Mem：
total：表示物理內存總量。
used：表示總計分配給緩存（包含buffers 與cache ）使用的數量，但其中可能部分緩存並未實際使用。
free：未被分配的內存。
shared：共享內存，一般系統不會用到，這裡也不討論。
buffers：系統分配但未被使用的buffers 數量。
cached：系統分配但未被使用的cache 數量。
buffer 與cache 的區別見後面。

total = used + free

第2行 -/+ buffers/cached：
used：也就是第一行中的used - buffers-cached 也是實際使用的內存總量。
free：未被使用的buffers 與cache 和未被分配的內存之和，這就是系統當前實際可用內存。

free 2= buffers1 + cached1 + free1 //free2為第二行、buffers1等為第一行
buffer 與cache 的區別：
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的區別。
這兩個的區別在於使用的角度來看，
第一行是從OS的角度來看，因為對於OS，buffers/cached 都是屬於被使用，所以他的可用內存是16936KB,已用內存是238332KB,其中包括，內核（OS）使用+Application(X,oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第三行所指的是從應用程序角度來看，對於應用程序來說，buffers/cached 是等於可用的，因為buffer/cached是為了提高文件讀取的性能，當應用程序需在用到內存的時候，buffer/cached會很快地被回收。
所以從應用程序的角度來說，可用內存=系統free memory+buffers+cached.

二. buffer與cache的區別

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，是位於CPU與主內存間的一種容量較小但速度很高的存儲器。
由於CPU的速度遠高於主內存，CPU直接從內存中存取數據要等待一定時間周期，Cache中保存著CPU剛用過或循環使用的一部分數據，當CPU再次使用該部分數據時可從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集成在CPU內部，L2 Cache早期一般是焊在主板上,現在也都集成在CPU內部，常見的容量有256KB或512KB L2 Cache。

Linuxfree命令中的cache和以上講的cache不同，緩存（cached）是把讀取過的數據保存起來，重新讀取時若命中（找到需要的數據）就不要去讀硬盤了，若沒有命中就讀硬盤。其中的數據會根據讀取頻率進行組織，把最頻繁讀取的內容放在最容易找到的位置，把不再讀的內容不斷往後排，直至從中刪除。

2.2 Buffer
Buffer：緩沖區，一個用於存儲速度不同步的設備或優先級不同的設備之間傳輸數據的區域。通過緩沖區，可以使進程之間的相互等待變少，從而使從速度慢的設備讀入數據時，速度快的設備的操作進程不發生間斷。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，減少磁盤碎片和硬盤的反復尋道，從而提高系統性能。
兩者都是RAM中的數據。簡單來說，buffer是即將要被寫入磁盤的，而cache是被從磁盤中讀出來的。

在Free命令中顯示的buffer和cache，它們都是占用內存：
buffer :作為buffer cache的內存，是塊設備的讀寫緩沖區，更靠近存儲設備，或者直接就是disk的緩沖區。
cache:作為page cache的內存,文件系統的cache，是memory的緩沖區
如果cache的值很大，說明cache住的文件數很多。如果頻繁訪問到的文件都能被cache住，那麼磁盤的讀IO必會非常小

 

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Buffer和Cache的區別
buffer與cache操作的對象就不一樣。

buffer（緩沖）是為了提高內存和硬盤（或其他I/0設備）之間的數據交換的速度而設計的。

cache（緩存）是為了提高cpu和內存之間的數據交換速度而設計，也就是平常見到的一級緩存、二級緩存、三級緩存。

cpu在執行程序所用的指令和讀數據都是針對內存的，也就是從內存中取得的。由於內存讀寫速度慢，為了提高cpu和內存之間數據交換的速度，在cpu和內存之間增加了cache，它的速度比內存快，但是造價高，又由於在cpu內不能集成太多集成電路，所以一般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，它是根據程序的局部性原理而設計的，就是cpu執行的指令和訪問的數據往往在集中的某一塊，所以把這塊內容放入cache後，cpu就不用在訪問內存了，這就提高了訪問速度。當然若cache中沒有cpu所需要的內容，還是要訪問內存的。

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，減少磁盤碎片和硬盤的反復尋道，從而提高系統性能。linux有一個守護進程定期清空緩沖內容（即寫入磁盤），也可以通過sync命令手動清空緩沖。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。卸載設備時會清空緩沖，所以有些時候卸載一個設備時要等上幾秒鐘。

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使用策略。該數字范圍是0～100，數字越大越傾向於使用swap。默認為60，可以改一下試試。–兩者都是RAM中的數據。

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

buffer是由各種進程分配的，被用在如輸入隊列等方面。一個簡單的例子如某個進程要求有多個字段讀入，在所有字段被讀入完整之前，進程把先前讀入的字段放在buffer中保存。

cache經常被用在磁盤的I/O請求上，如果有多個進程都要訪問某個文件，於是該文件便被做成cache以方便下次被訪問，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”