buffer和cache的区别

一，计算机硬件组成

计算机硬件组成：CPU，存储器，输入输出设备（I/O），其他（主板，电源等）
CPU：运算器，控制器
存储器：内部存储器（ROM/RAM），外部存储器（磁盘等）
I/O：输入设备（鼠标/键盘），输出设备（显示器/打印机）

从性能分析：
-CPU缓存>内存>磁盘>数据库
从性能来看内存是介于CPU和磁盘，在实际中内存是CPU和磁盘的桥梁。buffer和cache是内存的不同的体现，接下来简单分析对buffer和cache的理解。

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二，buffer和cache

1.buffer：
A buffer is something that has yet to be "written" to disk.翻译过来就是：buffer就是写入到磁盘。buffer是为了提高内存和硬盘（或其他I/O设备）之间的数据交换的速度而设计的。buffer将数据缓冲下来，解决速度慢和快的交接问题；速度快的需要通过缓冲区将数据一点一点传给速度慢的区域。例如：从内存中将数据往硬盘中写入，并不是直接写入，而是缓冲到一定大小之后刷入硬盘中。

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2.cache：
A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.翻译过来就是：cache就是从磁盘读取数据然后存起来方便以后使用。cache实现数据的重复使用，速度慢的设备需要通过缓存将经常要用到的数据缓存起来，缓存下来的数据可以提供高速的传输速度给速度快的设备。例如：将硬盘中的数据读取出来放在内存的缓存区中，这样以后再次访问同一个资源，速度会快很多。

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3.buffer和cache的特点
共性：
都属于内存，数据都是临时的，一旦关机数据都会丢失。

差异：(先理解前两点，后两点有兴趣可以了解)
A.buffer是要写入数据；cache是已读取数据。
B.buffer数据丢失会影响数据完整性，源数据不受影响；cache数据丢失不会影响数据完整性，但会影响性能。
C.一般来说cache越大，性能越好，超过一定程度，导致命中率太低之后才会越大性能越低。buffer来说，空间越大性能影响不大，够用就行。cache过小，或者没有cache，不影响程序逻辑（高并发cache过小或者丢失导致系统忙死除外）。buffer过小有时候会影响程序逻辑，如导致网络丢包。
D.cache可以做到应用透明，编写应用的可以不用管是否有cache，可以在应用做好之后再上cache。当然开发者显式使用cache也行。buffer需要编写应用的人设计，是程序的一部分。

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三.关于buffer和cache测试

buffer前者针对磁盘块的读写，cache针对文件inode的读写
sync 命令将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中，包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件。
/proc是一个虚拟文件系统,我们可以通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段.也就是说可以通过修改/proc中的文件,来对当前kernel的行为做出调整.那么我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存。

cache释放：
To free pagecache:
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
To free dentries and inodes:
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches
To free pagecache, dentries and inodes:
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

说明，释放前较好sync一下，防止丢数据。
因为LINUX的内核机制，一般情况下不需要特意去释放已经使用的cache。这些cache起来的内容可以增加文件以及的读写速度。

如上图所示，当新写入一个test.txt时，buff/cache这条有83M增加到186，
执行sync和echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches后，减小到71M，主要是echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches起到的作用，说明cache释放了100多M。

四.linux系统如何查看内存

查看的内存的方式有很多种，萝卜青菜各有所爱，所有我介绍几种，可以根据个人喜欢选择。
从图形化到命令的顺序简单介绍。

1.gnome-system-monitor
显示CPU历史，内存和交换历史，以及网络历史。能实时查看内存的使用情况，但是没能看到buffer和cache的使用情况。

2. cat /proc/meminfo
   查看动态更新的虚拟文件。内容比较全面，可以查看到许多关于内存的信息。
   
   3.free
   快速查看内存的方法，也是经常使用的命令。-h 更人性化的显示内存的单位 -m 以M的形式显示
   

4.top
top命令提供了实时的运行中的程序的资源使用统计。可以根据内存的使用和大小来进行排序。

5.sar
Linux统计/监控工具sar详细介绍：要判断一个系统瓶颈问题，有时需要几个 sar 命令选项结合起来使用，例如：怀疑CPU存在瓶颈，可用 sar -u 和 sar -q deng 等来查看 怀疑内存存在瓶颈，可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看 怀疑I/O存在瓶颈，可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看

论坛参考：https://www.zhihu.com/question/26190832
英文参考：http://www.differencebetween.net/technology/hardware-technology/difference-between-cache-and-buffer/

共勉：I hear and I forget , I see and I remember, I do and I understand!