Linux 内存中的缓冲区（Buffer）与缓存（Cache） 区别与认知.docx

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1、Linux内存中的缓冲区(BUffer)与缓存(CaChe)区别与认知Buffer和Cache的定义：Buffer：是原始磁盘块的临时存储，即将缓存数据写入磁盘。它通常不会很大(大约20MB)o这样，内核就可以将分散的写入集中起来，从而对磁盘写入进行统一优化。例如，多个小的写入可以合并为一个大的写入等。Cache：是用于从磁盘读取文件的页面缓存，用于缓存从文件中读取的数据。这样，下次访问这些文件数据时，可以直接从内存中快速取回，而无需再次访问缓慢的磁盘。但是让我问你，由于BUfTer只是将写入磁盘的数据的缓存。反过来，它还会缓存从磁盘读取的数据吗？或者Cache是从文件中读取数据的缓存，那么它

2、是否也为写入文件缓存数据呢？如果你能回答以上两个问题，你可以跳过这篇文章，我想你已经对Buffer和CaChe有了很好的理解。但如果你不能，请留下来看看我的进一步解释。free命令要检查系统内存使用情况，您想到的第一个命令可能是free,例如：$free-htotalusedfreesharedbuff7cacheavailableMem:1.9G1.0G394M2.6M491M728MSwapiOBOBOB很明显，该输出包括了物理内存Mem和SWaP的具体使用情况(如总内存、已用内存、缓存、可用内存等)。缓存是BUffer和CaChe两部分的总和。让我们看一下free的手册页中的Buffer

3、和Cache定义：BuffersMemoryusedbykemelbuffers(BuffersinZprocZmeminfo)cacheMemoryusedbythepagecacheandslabs(CachedandSReclaimableinprocmeminfo)buff7cacheSumofbuffersandcache我们可以看到free命令的源数据实际上存储在proc/meminfo文件中。正如我前面提到的，Zproc是Linux内核提供的一个特殊的文件系统，它就像一个用户与内核交互的接口。/proc文件系统也是许多性能工具的最终数据源。在manproc中，BUfferS和Ca

4、ched的定义如下：Buffers%luRelativelytemporarystoragefbrrawdiskblocksthatshouldn,tgettremendouslylarge(20MBorso).Cached%luIn-memorycacheforfilesreadfromthedisk(thepagecache).DoesntincludeSwapCached.SReclaimable%lu(sinceLinux2.6.19)PartofSlab,thatmightbereclaimed,Suchascaches.SUnreclaim%lu(sinceLinux2.6.19)

5、PartofSlab,thatcannotbereclaimedonmemorypressure.至此，您可能认为您已经找到了我的问题的答案，“Buffer”只是用于将数据写入磁盘的缓存,“Cache”只是用于从文件中读取数据的缓存。但事实上，“Buffer”也可以用于读取，“Cache”也可以用于写入。实验我们将在这里做两个实验，写缓存和读缓存。写入Cache让我们登录到我们的LinUX主机并准备好两个终端。在终端1,让我们先清理缓存：roottest#free-htotalusedfreesharedbuff/cacheavailableMem:7.7G196M6.3G492K1.2G7.

6、3GSwap:BBBroot0test#echo3procsysvmdrop-cachesroottestfree-htotalusedfreesharedbuff/cacheavailableMem:7.7G195M7.3G492K154M7.3GSwap:BBB这里procsysVm/drop_caches是一个通过proc文件系统修改内核行为的例子。写入3意味着清理各耳缓存，例如文件页、目录条目和InOde。仍然在终端1,让我们开启vmstat2命令：S b freebuffcache45492605144404548764514484548972514488455572507708#

7、vmstat 2 memoryd Wp S O 1-swap- si so to-bi8 43bo725-system-in cs us33253 4343 571482 428cpu- sy id wa1 981 1 99 1 98 32 61buff和cache就是我们前面看到的Buffer和Cache,单位是KBobi和bo分别表示块设备读取和写入的大小，以块/s为单位。由于Linux中的块大小为1KB,因此这个单位相当于KB/so接下来，转移到终端2并运行以下命令：roottest#ddif=devurandomof=tmpfilebs=lMcount=5O0500+0recordsi

8、n50+recordsout5242880Obytes(524MB)copied,3.25553s,161MB/s现在切换回终端1,并观察buff和cache的变化:Irootfltest # vmstat 2-memory free buff45492604548764O45489720455572Q4239456O4239472O4239588O423968Ocache 51444 514480 514488 57708 82358082358 82358 82358 823908-o bi8 O437 ： O O ： 124 ,bo725 3899 e 1280 97280-system

9、in3 253 343 482 688 259 249CS US 3 400 571 I 428 185 420 396 I857 20 758 17283247I 989998! 6149,99I 992 76 6 4 19 2通过观察VmStat的输出，我们发现运行dd命令时，CaChe一直在增长，而BUffer基本没有变化。读取Buffer现在，让我们做第二个实验。再次清除终端1中的缓存：roottest#free-husedfreesharedbuff/cacheavailabletotalMem:Swap:roottestroottest7.7GB#echo3free-h266M5.

10、4GOB0Bprocsysvmdrop-caches452K2.IG7.2Gtotalusedfreesharedbuff/cacheavailableMem:Swap:7.7GB190MOB7.4GB452K154M7.3G同样在终端1中，再次启动vmstat2命令:roottest#vmstat2procsemoryswapiosystemcpurbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwast76885561714442349976882171441111790997688217144O117199990您可以看到此时buff为0。现在在终端2中，运行以下

11、命令:root0testdata#ddif=devnvmelnlof=cicvullbs=lMcount=1024124+recordsin124+Orecordsout1073741824bytes(1.1GB)copied,7.18224s,149MB/s然后，回到终端1观察:J# vmstat 2 memoryfree 7704020 773400 773516 773524 7628284buff cache 739847287788 41369673392 67286773772 9267206652104 1048832 1614443728 1698641282561282566

12、16415952159521595215952159212 159941654 161148OO 0OO-10- bi-systemcpubo in cs us sy id wa st8235O990110190990115191991 17 184 G l 2754721944107961492354616231191O25471O6261187Q35471037466727522观察VmStat的输出，你会发现在读盘的时候（也就是bi0的时候），Buffer和Cache都在增长,但是显然Buffer的增长要快很多。这意味着当从磁盘读取时,数据被缓存在Buffer中。现在我们几乎可以得出结论

13、：读取文件时数据会缓存在Cache中，读取磁盘时数据会缓存在Buffer中。结论在这里您应该会发现，虽然本文对BUffer和CaChe进行了描述，但仍然无法涵盖所有细节。我们如今学到了以下两点：Buffer：既可以用作“要写入磁盘的数据缓存”，也可以用作“读取磁盘读的数据缓存Cache：既可以用作“从读取文件的页面缓存”，也可以用作“写入文件的页面缓存LCache和Buffer是两个不同的概念，简单的说，Cache是加速“读，而buffer是缓冲“写”，前者解决读的问题，保存从磁盘上读出的数据，后者是解决写的问题，保存即将要写入到磁盘上的数据。在很多情况下，这两个名词并没有严格区分，常常把读写混合类型称为buffercache,本文后续的论述中，统一称为CaChe。Oracle中的IOgbUffer是解决redo写入的问题，而databuffercache则解决datablock的读写问题。对于OraCIe来说，如果IO没有在SGA中命中，都会发生物理IO,Oracle并