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缘由：

在复习Linux的内存相关知识时想到的问题，Buffer和Cache分别是什么？又有哪些区别和联系？

正文：

参考解答：

首先从翻译上，Buffer应该翻译为“缓冲”，Cache应该翻译为“缓存”，两个完全不是一个东西。

从硬件这一层来看，Buffer应该为内存，Cache为CPU集成的高速缓存。

• Buffer是为了让不同速度的设备能够同步，建立的一个缓冲区域，写进Buffer的数据是为了从中拿出写入其他设备。
• Cache是为了提高读取速度，将经常或马上需要的数据预读到缓存中，写进Cache的数据是为了其他设备从中去读取。

从软件这一层来说，Buffer是块设备的缓冲，Cache是文件系统的缓存。以Linux为例：

• Buffer(Buffer Cache)以块形式缓冲了块设备的操作，定时或手动的同步到硬盘，它是为了缓冲写操作然后一次性将很多改动写入硬盘，避免频繁写硬盘，提高写入效率。
• Cache(Page Cache)以页面形式缓存了文件系统的文件，给需要使用的程序读取，它是为了给读操作提供缓冲，避免频繁读硬盘，提高读取效率。

总而言之，Buffer里面的东西是为了写到别处去，Cache里面的东西是为了给别处读。

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cache

cache 就是缓存的意思。当系统读文件的时候，都是把数据从硬盘读到内存里，因为硬盘比内存慢很多，所以这个过程会很耗时。为了提高效率，Linux 会把读进来的文件在内存中缓存下来（因为读取相近部分的内容是程序很常见的情况），即使程序结束，cache 也不会被自动释放。所以呢，如果有程序进行大量的读文件操作，你会发现内存使用率就上去了。

不过也不用担心，如果其他程序使用要使用内存的时候，linux 也会把这些没人使用的 cache 释放掉，给其他运行的程序使用。当然你也可以手动去释放掉这部分内存：

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

buffer

buffer 的意思和 cache 相近，不过稍有区别。考虑内存写文件到硬盘的过程，因为硬盘太慢了，如果内存要等待数据写完之后才继续后面的操作，实在是效率很低的事情，也会影响程序的运行速度。所以就有了 buffer，写到硬盘的数据会放到 buffer 里面，内存很快把数据写到 buffer，可以继续其他的工作，而硬盘可以在后台慢慢读出 buffer 中的数据，保存起来。这样就提高了读写的效率！

讲一个大家会经常遇到的例子，当我们把电脑里中的文件拷贝到 U 盘的时候，如果文件特别大，大家会遇到这种情况：明明看到文件已经拷贝完了，但系统还是会提示 U 盘正在使用中。这就是 buffer 的原因，拷贝程序把东西放到 buffer 之后，但是 U 盘还没有写完。

同样的，可以手动来 flush buffer 的内容，使用的命令是：

sync

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Page Cache和Buffer Cache的区别

Page Cache实际上是针对文件系统的，是文件的缓存，在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘，这种映射关系由文件系统来完成。当page cache的数据需要刷新时，page cache中的数据交给buffer cache，但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了，没有真正意义上的cache操作。

Buffer Cache是针对磁盘块的缓存，也就是在没有文件系统的情况下，直接对磁盘进行操作的数据会缓存到buffer cache中，例如，文件系统的元数据都会缓存到buffer cache中。

简单说来，page cache用来缓存文件数据，buffer cache用来缓存磁盘数据。在有文件系统的情况下，对文件操作，那么数据会缓存到page cache，如果直接采用dd等工具对磁盘进行读写，那么数据会缓存到buffer cache。

参考链接：

• Buffer与Cache
  http://www.penglixun.com/tech/system/buffer_and_cache_diff.html
• Page Cache和Buffer Cache的区别
  http://www.penglixun.com/tech/system/the_diffrents_of_page_cache_and_buffer_cache.html
• 通过 free 命令理解 linux 内存管理
  http://cizixs.com/2015/10/01/linux-memory-management-through-free
• Meaning of the buffers/cache line in the output of free
  http://serverfault.com/questions/85470/meaning-of-the-buffers-cache-line-in-the-output-of-free
• In Linux, what is the difference between “buffers” and “cache” reported by the free command?
  http://serverfault.com/questions/23433/in-linux-what-is-the-difference-between-buffers-and-cache-reported-by-the-f
• Linux memory: buffer vs cache
  http://stackoverflow.com/questions/6345020/linux-memory-buffer-vs-cache
• The buffer cache
  http://www.tldp.org/LDP/sag/html/buffer-cache.html
• 【linux】free命令中cached和buffers的区别
  http://www.cnblogs.com/chenpingzhao/p/5161844.html
• Linux Cache 机制探究
  http://www.penglixun.com/tech/system/linux_cache_discovery.html

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