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linux free命令中buffer和cache的区别

2017-08-11 09:50:00      个评论    来源:qq_35440040的博客  
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[root@linuxso.com ~]#free -m

total used free shared buffers cached
Mem: 503 368 134 056 249
-/+ buffers/cache: 62 440
Swap: 1023 0 1023

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。

第1行 Mem:
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。
buffer 与cache 的区别见后面。

total = used + free

第2行 -/+ buffers/cached:
used:也就是第一行中的used - buffers-cached 也是实际使用的内存总量。
free: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。

free 2= buffers1 + cached1 + free1 //free2为第二行、buffers1等为第一行
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

第二行(mem)的used/free与第三行(-/+ buffers/cache) used/free的区别。
这两个的区别在于使用的角度来看,
第一行是从OS的角度来看,因为对于OS,buffers/cached 都是属于被使用,所以他的可用内存是16936KB,已用内存是238332KB,其中包括,内核(OS)使用+Application(X,oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第三行所指的是从应用程序角度来看,对于应用程序来说,buffers/cached 是等于可用的,因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能,当应用程序需在用到内存的时候,buffer/cached会很快地被回收。
所以从应用程序的角度来说,可用内存=系统free memory+buffers+cached.

二. 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.

2.1 Cache
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。
由于CPU的速度远高于主内存,CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期,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,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率。
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早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部,常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。

Linuxfree命令中的cache和以上讲的cache不同,缓存(cached)是把读取过的数据保存起来,重新读取时若命中(找到需要的数据)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,把不再读的内容不断往后排,直至从中删除。

2.2 Buffer
Buffer:缓冲区,一个用于存储速度不同步的设备或优先级不同的设备之间传输数据的区域。通过缓冲区,可以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,速度快的设备的操作进程不发生间断。缓冲(buffers)是根据磁盘的读写设计的,把分散的写操作集中进行,减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道,从而提高系统性能。
两者都是RAM中的数据。简单来说,buffer是即将要被写入磁盘的,而cache是被从磁盘中读出来的。

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。
cache:作为page cache的内存,文件系统的cache,是memory的缓冲区
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

 

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Buffer和Cache的区别
buffer与cache操作的对象就不一样。

buffer(缓冲)是为了提高内存和硬盘(或其他I/0设备)之间的数据交换的速度而设计的。

cache(缓存)是为了提高cpu和内存之间的数据交换速度而设计,也就是平常见到的一级缓存、二级缓存、三级缓存。

cpu在执行程序所用的指令和读数据都是针对内存的,也就是从内存中取得的。由于内存读写速度慢,为了提高cpu和内存之间数据交换的速度,在cpu和内存之间增加了cache,它的速度比内存快,但是造价高,又由于在cpu内不能集成太多集成电路,所以一般cache比较小,以后intel等公司为了进一步提高速度,又增加了二级cache,甚至三级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往往在集中的某一块,所以把这块内容放入cache后,cpu就不用在访问内存了,这就提高了访问速度。当然若cache中没有cpu所需要的内容,还是要访问内存的。

缓冲(buffers)是根据磁盘的读写设计的,把分散的写操作集中进行,减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道,从而提高系统性能。linux有一个守护进程定期清空缓冲内容(即写入磁盘),也可以通过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,过了一会儿(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,所以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右边的数字可以在下次开机时调节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,可以改一下试试。–两者都是RAM中的数据。

简单来说,buffer是即将要被写入磁盘的,而cache是被从磁盘中读出来的。

buffer是由各种进程分配的,被用在如输入队列等方面。一个简单的例子如某个进程要求有多个字段读入,在所有字段被读入完整之前,进程把先前读入的字段放在buffer中保存。

cache经常被用在磁盘的I/O请求上,如果有多个进程都要访问某个文件,于是该文件便被做成cache以方便下次被访问,这样可提高系统性能。

简单来说,buffer就是个通道,cache就是个容器,cache可翻译成“快取”

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