free命令中buffers和caches的区别

1、命令

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[root@localhost ~] # free -m               total       used        free      shared    buffers     cached Mem:          7869       7651        218          1        191       5081 -/+ buffers /cache :       2378       5490 Swap:          478        139        339

2、计算

这里使用一、2 分别表明第一行和第二行的数据

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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，通常系统不会用到，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 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

能够整理出以下等式

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total1 = used1 + free1 total1 = used2 + free2 used1 = buffers1 + cached1 + used2 free2 = buffers1 + cached1 + free1

具体计算

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7869 = 7651 + 218 7869 = 2378 + 5490   #7868基本相等，由于有shared) 7651 = 191 + 5081 + 2378  #7650 基本相等，由于有shared) 5490 = 191 + 5081 + 218

为何这样计算呢，由于buffers和cache其实也是内存的一部分，这部分特殊的内存是能够回收的，甚至若是须要咱们还能够将这部分buffers和cache给释放出来

3、区别

一、page cahe和buffer cache

Page cache其实是针对文件系统的，是文件的缓存，在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层须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的数据须要刷新时，page cache中的数据交给buffer cache，可是这种处理在2.6版本的内核以后就变的很简单了，没有真正意义上的cache操做。 

Buffer cache是针对磁盘块的缓存，也就是在没有文件系统的状况下，直接对磁盘进行操做的数据会缓存到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。在有文件系统的状况下，对文件操做，那么数据会缓存到page cache，若是直接采用dd等工具对磁盘进行读写，那么数据会缓存到buffer cache。 

补充一点，在文件系统层每一个设备都会分配一个def_blk_ops的文件操做方法，这是设备的操做方法，在每一个设备的inode下面会存在一个radix tree，这个radix tree下面将会放置缓存数据的page页。这个page的数量将会在top程序的buffer一栏中显示。若是设备作了文件系统，那么会生成一个inode，这个inode会分配ext3_ops之类的操做方法，这些方法是文件系统的方法，在这个inode下面一样存在一个radix tree，这里会缓存文件的page页，缓存页的数量在top程序的cache一栏进行统计。从上面的分析能够看出，2.6内核中的buffer cache和page cache在处理上是保持一致的，可是存在概念上的差异，page cache针对文件的cache，buffer是针对磁盘块数据的cache，仅此而已。 

二、cache 和 buffer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 ; 对于共享内存（Shared memory），主要用于在UNIX 环境下不一样进程之间共享数据，是进程间通讯的一种方法，通常的应用程序不会申请使用共享内存

Cache：高速缓存，是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。因为CPU的速度远高于主内存，CPU直接从内存中存取数据要等待必定时间周期，Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据，当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用，这样就减小了CPU的等待时间，提升了系统的效率。Cache又分为一级Cache（L1 Cache）和二级Cache（L2 Cache），L1 Cache集成在CPU内部，L2 Cache早期通常是焊在主板上，如今也都集成在CPU内部，常见的容量有256KB或512KB L2 Cache

它是根据程序的局部性原理而设计的，就是cpu执行的指令和访问的数据每每在集中的某一块，因此把这块内容放入cache后，cpu就不用在访问内存了，这就提升了访问速度。固然若cache中没有cpu所须要的内容，仍是要访问内存的

查看CPU的 L一、L二、L3

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[root@AY1301180424258d59678 ~] # ll /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/ total 0 drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index0  #一级cache中的data和instruction cache drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index1  #一级cache中的data和instruction cache drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index2  #二级cache，共享的 drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index3  #三级cache，共享的

Buffer：缓冲区，一个用于存储速度不一样步的设备或优先级不一样的设备之间传输数据的区域。经过缓冲区，可使进程之间的相互等待变少，从而使从速度慢的设备读入数据时，速度快的设备的操做进程不发生间断。 

三、Free中的buffer和cache （它们都是占用内存）基于内存的

buffer ：做为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区 

cache：做为page cache的内存， 文件系统的cache 

若是 cache 的值很大，说明cache住的文件数不少。若是频繁访问到的文件都能被cache住，那么磁盘的读IO 必会很是小

如何释放Cache Memory

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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   #注意，释放前最好sync一下，防止丢失数据，可是通常状况下没有必要手动释放内存

四、总结

cached是cpu与内存间的，buffer是内存与磁盘间的，都是为了解决速度不对等的问题

• 缓存（cached）是把读取过的数据保存起来，从新读取时若命中（找到须要的数据）就不要去读硬盘了，若没有命中就读硬盘。其中的数据会根据读取频率进行组织，把最频繁读取的内容放在最容易找到的位置，把再也不读的内容不断日后排，直至从中删除

• 缓冲（buffers）是根据磁盘的读写设计的，把分散的写操做集中进行，减小磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提升系统性能。linux有一个守护进程按期 清空缓冲内容（即写入磁盘），也能够经过sync命令手动清空缓冲。举个例子吧：我这里有一个ext2的U盘，我往里面cp一个3M的MP3，但U盘的灯 没有跳动，过了一下子（或者手动输入sync）U盘的灯就跳动起来了。卸载设备时会清空缓冲，因此有些时候卸载一个设备时要等上几秒钟

• 修改/etc/sysctl.conf中的vm.swappiness右边的数字能够在下次开机时调节swap使用策略。该数字范围是0～100，数字越大越倾向于使用swap。默认为60，能够改一下试试。–二者都是RAM中的数据

buffer是即将要被写入磁盘的，而cache是被从磁盘中读出来的

 

原文地址：https://www.cnblogs.com/chenpingzhao/p/5161844.html