linux中buffer和cache的区别

free命令

$free -h
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:           62G        62G       739M       1.7M        11M       9.0G
-/+ buffers/cache:        53G       9.7G
Swap:          11G       5.8G       5.9G

total：表示物理内存总量。
used：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。
free：未被分配的内存。
shared：共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。
buffers：系统分配但未被使用的buffers 数量。
cached：系统分配但未被使用的cache 数量

total = used + free
buffers(第二行) = used(第二行) - buffers(第一行) - cached(第一行)
free(第二行) = free(第一行) + buffers(第一行) + cached(第一行)

buffer和cache

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.

在Free命令中显示的buffer和cache，它们都是占用内存：

buffer : 作为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区，更靠近存储设备，或者直接就是disk的缓冲区。

dd if=file.txt  of=/dev/sda1 bs=1000 count=100

cache: 作为page cache的内存, 文件系统的cache，是memory的缓冲区,一般由操作系统的虚拟文件系统vfs使用 。

如果cache 的值很大，说明cache住的文件数很多。如果频繁访问到的文件都能被cache住，那么磁盘的读IO 必会非常小

fd = fopen(1.txt);
fwrite("hello", strlen("hello"), 1, fd); // 操作的就是pagecache

fread(buf, buf_size, 1, fd); // 操作的就是pagecache

fclose(fd); // 写入到磁盘，pagecache内容写入到buffercache

Page cache和Buffer cache的区别

磁盘的操作有逻辑级（文件系统）和物理级（磁盘块），这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。

假设我们通过文件系统操作文件，那么文件将被缓存到Page Cache，如果需要刷新文件的时候，Page Cache将交给Buffer Cache去完成，因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。

也就是说，直接去操作文件，那就是Page Cache区缓存，用dd等命令直接操作磁盘块，就是Buffer Cache缓存的东西。

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。

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。