Linux操作系統中內存buffer和cache的區別

 　　free 命令相對於top 提供了更簡潔的查看系統內存使用情況：

　　$ 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。

　　我們使用total1、used1、free1、used2、free2 等名稱來代表上面統計數據的各值，1、2 分別代表第一行和第二行的數據。

　　total1：表示物理內存總量。

　　used1：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。

　　free1：未被分配的內存。

　　shared1：共享內存，一般系統不會用到，這裡也不討論。

　　buffers1：系統分配但未被使用的buffers 數量。

　　cached1：系統分配但未被使用的cache 數量。buffer 與cache 的區別見後面。

　　used2：實際使用的buffers 與cache 總量，也是實際使用的內存總量。

　　free2：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。

　　可以整理出如下等式：

　　total1 = used1 + free1total1 = used2 + free2used1 = buffers1 + cached1 + used2free2 = buffers1 + cached1 + free1

　　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.

　　更詳細的解釋參考：Difference Between Buffer and Cache

　　對於共享內存(Shared memory)，主要用於在UNIX環境下不同進程之間共享數據，是進程間通信的一種方法，一般的應用程序不會申請使用共享內存，筆者也沒有去驗證共享內存對上面等式的影響。如果你有興趣，請參考：What is Shared Memory?

　　cache 和 buffer的區別：

　　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。[/b]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。

　　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。[/b]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。

　　Free中的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

　　cache: 作為page cache的內存, 文件系統的cache

　　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。