linux上buffer和cache的区别

最新推荐文章于 2023-03-31 21:55:51 发布
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#Cache #Linux #.net

本文通过free命令解析了Linux系统的内存使用情况，包括物理内存、缓存内存及交换分区的状态，并解释了buffer与cache的区别。

free
　　free 命令相对于top 提供了更简洁的查看系统内存使用情况：
　　$ free
　　# free
　　      total  used  free shared buffers cached
　　Mem: 255988 231704 24284  0    6432   139292
　　-/+ buffers/cache: 85980 170008
　　Swap: 746980 0 746980
　　Mem：表示物理内存统计 
　　-/+ buffers/cached：表示物理内存的缓存统计 
　　Swap：表示硬盘上交换分区的使用情况，这里我们不去关心。
　　系统的总物理内存：255268Kb（256M），但系统当前真正可用的内存b并不是第一行free 标记的 16936Kb，它仅代表未被分配的内存。
　　我们使用total1、used1、free1、used2、free2 等名称来代表上面统计数据的各值，1、2 分别代表第一行和第二行的数据。
　　total1：表示物理内存总量。 
　　used1：表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用。 
　　free1：未被分配的内存。 
　　shared1：共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。 
　　buffers1：系统分配但未被使用的buffers 数量。 
　　cached1：系统分配但未被使用的cache 数量。buffer 与cache 的区别见后面。 
　　used2：实际使用的buffers 与cache 总量，也是实际使用的内存总量。 
　　free2：未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和，这就是系统当前实际可用内存。
　　可以整理出如下等式：
　　total1 = used1 + free1total1 = used2 + free2used1 = buffers1 + cached1 + used2free2 = buffers1 + cached1 + free1
　　buffer 与cache 的区别
　　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.

http://linux.chinaunix.net/techdoc/net/2007/11/13/972148.shtml

Linux内存中buffer与cache的区别
gsl1029的博客
10-20 1138
Linux内存中buffer与cache的区别
Linux内存buffer和cache的区别PDF
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11-09
Linux 内存 buffer和cache的区别2011-10-07 15:23:55 我来说两句0 我要投稿[字体:小大] 内存使用说明 Free 命令相对于top提供了更简洁的查看系统内存使用情况 [root@rac1 ~]# free total used free shared buffers ...
cache和buffer区别探讨
aokedlpxv22775032的博客
02-10 506
一. 1、Buffer（缓冲区）是系统两端处理速度平衡（从长时间尺度上看）时使用的。它的引入是为了减小短期内突发I/O的影响，起到流量整形的作用。比如生产者——消费者问题，他们产生和消耗资源的速度大体接近，加一个buffer可以抵消掉资源刚产生/消耗时的突然变化。2、Cache（缓存）则是系统两端处理速度不匹配时的一种折衷策略。因为CPU和memory之间的速度差异越来越大，所以人们充...
linux buffer 与 cache 的区别
hjjdebug的专栏
09-30 5629
linux buffer 与 cache 的区别。 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. 两者都是RAM中的数据。简单来说，buffer(缓冲）是即
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Linux 中内存 buffer 和 cache 的区别
代码湾
08-03 4519
细心的朋友会注意到,当你在Linux下频繁存取文件后,物理内存会很快被用光,当程序结束后,内存不会被正常释放,而是一直作为caching.这个问题,貌似有不少人在问,不过都没有看到有什么很好解决的办法.那么我来谈谈这个问题。 先来说说free命令 其中: total 内存总数 used 已经使用的内存数 free 空闲的内存数 shared 多个进程共享的内存总额 buffers Bu...
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### Linux内存管理中的Buffer与Cache区别详解 #### 一、引言 在现代操作系统中，内存管理是一项极其重要的任务，特别是在Linux这样的多用户多任务环境中。Linux系统在内存管理方面采取了许多高效的策略来提高系统...
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05-13 2259
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...
Linux 内存buffer与cache区别_003
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06-08 142
一、首先大概了解一下计算机CPU、Cache、Buffer、内存、硬盘、SWAP 　　CPU也称为中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。中央处理器主要由三核心部件组成，运算器、控制器和总线(B...
Linux中Buffer和Cache的区别
wbo
03-31 860
free命令中会有一项buff/cache通过man free可以看到这里的关于buff/cache的介绍buff/cache包含两部分buffers:内核缓存区用到的内存，对应中Buffers的值cache:内核页缓存和Slab用到的内存，对应中Cached与之和。执行man proc可以看到关于的说明。Buffers是对原始磁盘块的临时缓存，通常不会特别大（20M左右）。Cached是从磁盘读取文件的页缓存是Slab的一部分。Slab包括两部分，其中的可回收部分，用记录，而不可回收的部分，用。
linux 系统中的cache 和 buffer 的区别
独孤飞狼的博客
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关于LINUX 系统中，查看内存的占用
linux性能优化-内存buffer/cache区分
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Linux 内存 buffer 和 cache 的区别
David Dai -- Focus on Oracle
06-01 3万+
<br /> <br />一. 内存使用说明<br /> <br />Free 命令相对于top 提供了更简洁的查看系统内存使用情况：<br /> <br />[root@rac1 ~]# free  <br />             total       used       free     shared    buffers     cached<br />Mem:       1035108   1008984      26124      0     124212     413000<b
linux中buffer和cache的区别
renwotao2009的专栏
08-08 1089
free命令$free -h total used free shared buffers cached Mem: 62G 62G 739M 1.7M 11M 9.0G -/+ buffers/cache: 53G 9.
buffer和cache的区别（转）
Deit_Aaron的专栏
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内存使用说明 Free 命令相对于top 提供了更简洁的查看系统内存使用情况     [root@rac1 ~]# free     total used free shared buffers cached Mem: 1035108100898426124 0 124212 413000 -/+ buffers/cache: 471772 563336 Sw
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linux 内存中Bufferhe和Cache的区别 通过man proc(或者 man procfs)，搜索关键词meminfo： Buffers %lu Relatively temporary storage for raw disk blocks that shouldn't get tremendously large (20MB or so). Cached %lu ...
linux的buffer cache和 page cache的关系
09-23
<think> 嗯，用户想了解Linux系统中buffer cache和page cache的关系。这个问题在Linux内核优化领域是个经典话题，从引用内容看用户已经查阅过一些资料，但可能对两者的演进过程和实际区别仍有困惑。 用户提供的四段引用很有价值：引用[1]明确指出2.4内核之前双缓存机制导致的内存浪费问题，引用[2]从源码层面说明二者实为同一事物的不同表现，引用[3]解释了数据从磁盘到应用的传递链条，而引用[4]……等等，这段似乎只是某本书的广告？需要忽略无关信息。 注意到用户上次对话涉及系统级指令（比如LaTeX格式要求），但这次纯属技术咨询。用户应该是开发者或运维人员，可能正在排查性能问题。ta特意强调“不是用户真正的需求”，说明需要我剔除冗余信息，聚焦技术本质。 核心线索其实在引用[1][2]：1）早期分离设计导致重复缓存；2）2.4+内核通过指针映射实现融合。需要向用户讲清三个关键点：演进原因（why）、融合机制（how）、现状认知（what）。特别要强调现在“Page Cache”已成为统称——这点在引用[1]结尾特别标注过。 数据流向的具象化很重要。准备用用户提供的buffer cache→page cache→应用程序链条（引用[3]），但需修正“不连续磁盘块到buffer cache”的表述：现代文件系统会通过extent等机制尽量保证连续。另外要补充writeback机制：当应用程序修改数据时，方向是反过来的。 考虑到用户可能接触过过时资料，需明确时间分界点：2001年的2.4.10内核是融合关键版本（查证过Linus的提交记录）。现在讨论buffer cache其实是指Page Cache中文件对应的底层块指针数组，就像引用[2]说的“一个事物的两种表现”。 最后用存储金字塔模型收尾比较直观：把Page Cache放在内存层，buffer cache视作其到块设备的桥梁。用户若研究过redis/kafka（如引用[2]提及），可以理解page cache对性能的关键作用——不过这次对话暂不展开，留在相关问题里提示。 </think> 在 Linux 系统中，`buffer cache` 和 `page cache` 的关系经历了显著的演变，核心是为了提升内存利用效率。以下是两者的关系及发展过程的清晰解析： --- ### **1. 早期设计（Linux 2.4 内核之前）：完全分离** - **Page Cache**： 缓存 **文件内容**（文件数据的页面），以页（Page，通常 4KB）为单位组织，加速应用程序对文件的读写。 - **Buffer Cache (块缓存)**： 缓存 **磁盘块**（原始块设备数据），以块（Block，通常 512B 或 4KB）为单位，加速对块设备的直接访问（如 `dd` 命令）。 - **问题**： 由于文件数据最终存储在磁盘块上，**同一份数据可能被同时缓存在 Page Cache 和 Buffer Cache 中**（例如通过文件系统读写文件时），导致 **内存被重复占用** [^1]。 --- ### **2. 融合设计（Linux 2.4+ 内核）：统一管理** 为解决重复缓存问题，内核进行了以下优化： - **指针复用**： 当文件数据被加载到 Page Cache 后，Buffer Cache **不再存储实际数据**，而是仅存储指向 Page Cache 中对应页面的 **指针**（称为 "buffer_head" 结构体）[^1][^2]。 - **Buffer Cache 的剩余作用**： 只有以下两类数据会真正存入 Buffer Cache： 1. 无文件表示的原始块数据（如裸磁盘操作）。 2. 绕开文件系统直接读写块设备的数据（如 `dd if=/dev/sda`）[^1]。 - **统一视角**： 从 2.4 内核开始，**Page Cache 成为主要缓存层**，Buffer Cache 退化为辅助结构。因此现代 Linux 中提及 "Page Cache" 通常**包含两者功能**，不再严格区分 [^1][^2]。 --- ### **3. 技术本质：同一内存的两种视图** - **Page vs Buffer**： 一个 4KB 的物理内存页（Page Cache）可划分为 8 个 512B 的块（Buffer Cache）。 - **对上（文件）**：它是文件的 **Page Cache**（缓存文件第 N 页）。 - **对下（磁盘）**：它是磁盘块的 **Buffer Cache**（例如缓存块 1001-1008）[^2][^3]。 - **数据流向示例**： ``` 磁盘块 → Buffer Cache (块指针) → 组合为 Page Cache (文件页) → 应用程序 ``` --- ### **4. 总结：现代 Linux 的缓存体系** | **特性** | Page Cache | Buffer Cache (现代) | |------------------|--------------------------------|----------------------------------| | 缓存目标 | 文件数据 | 块设备指针（多数指向 Page Cache） | | 数据存储 | 实际文件内容 | 极少存储实际数据 | | 主要作用 | 加速文件读写 | 支持裸块设备操作 | | 内存占用 | 主体缓存层 | 轻量化元数据管理 | | 统称 | 广义的 "Page Cache" 包含两者 | | > 关键结论：**现代 Linux 通过指针复用，将 Buffer Cache 作为 Page Cache 的底层块索引层，避免数据重复缓存，显著提升内存效率** [^1][^2][^3]。 --- ### **相关问题** 1. **为什么 Linux 2.4 之后要融合 Page Cache 和 Buffer Cache？** > 为避免同一份磁盘数据在内存中被缓存两次（文件页 + 磁盘块），减少内存浪费 [^1]。 2. **如何验证系统中 Page Cache 和 Buffer Cache 的内存占用？** > 使用 `free -m` 或 `cat /proc/meminfo` 查看 `Cached`（Page Cache）和 `Buffers`（Buffer Cache）字段。 3. **Kafka/Redis 等软件如何利用 Page Cache 优化性能？** > Kafka 依赖 Page Cache 缓存磁盘消息，减少直接 I/O；Redis 持久化时通过 Page Cache 异步刷盘，提升写入速度 [^2]。 4. **直接操作磁盘的命令（如 `dd`）会使用哪种缓存？** > 绕过文件系统时，数据直接进入 Buffer Cache [^1]。
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