> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://huolala.gitbook.io/code/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://huolala.gitbook.io/code/ji-suan-ji-ji-chu/cao-zuo-xi-tong/cache-he-buffer.md).

# cache和buffer

首先我们使用 `free -m` 查看系统内存的使用情况：

![老版本linux内核](https://picgo.6and.ltd/img/20200502221926518.png)

可以看出，系统内存为 16G，Swap 内存 16G，mem free 虽然显示为 1118，因缓存的存在，不能认为系统目前内剩下这么多内存。而应该把 buffers、cached 的也算上，即 free+cached+buffers=1118+7110+430＝8658，总内存再减去 8658＝7314，与 buffers/cache 行中对应 free 列的 7312 和 8659 基本一致。

> 这里顺便介绍一下Swap，了解Swap更多详情请移步 👉 [Swap交换分区概念](https://www.cnblogs.com/kerrycode/p/5246383.html)
>
> Linux内核为了提高读写效率与速度，会将文件在内存中进行缓存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。即使你的程序运行结束后，Cache Memory也不会自动释放。这就会导致你在Linux系统中程序频繁读写文件后，你会发现可用物理内存变少。当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从Swap分区中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。

从Linux kernel version 2.4开始，buffer/cache合并（详情见 👉 [Linux IO的buffer cache和page cache合并的原因](https://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/80151328)），所以同样使用 `free -m` 看到的是：

```bash
[root@k8s-node3 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7820        6577         147          30        1095         907
Swap:             0           0           0
```

> 使用 `hostnamectl` 或者 `cat /proc/version` 可以查看内核版本：
>
> ```bash
> [root@k8s-node3 ~]# hostnamectl
> Static hostname: k8s-node3
> Pretty hostname: VM-0-4-centos
>       Icon name: computer-vm
>         Chassis: vm
>      Machine ID: 8a248d59684442b3a2edd315013b7d1f
>         Boot ID: c14dd5b3b84646a58a98db62d5379832
>  Virtualization: kvm
> Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
>     CPE OS Name: cpe:/o:centos:centos:7
>          Kernel: Linux 3.10.0-1127.19.1.el7.x86_64
>    Architecture: x86-64
> [root@k8s-node3 ~]# cat /proc/version
> Linux version 3.10.0-1127.19.1.el7.x86_64 (mockbuild@kbuilder.bsys.centos.org) (gcc version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39) (GCC) ) #1 SMP Tue Aug 25 17:23:54 UTC 2020
> ```

我们假设buffer/cache还没发生合并，那它们之间的区别是什么呢？

这里罗列几个高赞👍知乎回答：

[Cache 和 Buffer 都是缓存，主要区别是什么？](https://www.zhihu.com/question/26190832)

> * cache 是为了弥补高速设备和低速设备的鸿沟而引入的中间层，最终起到**加快访问速度**的作用。
> * 而 buffer 的主要目的进行流量整形，把突发的大数量较小规模的 I/O 整理成平稳的小数量较大规模的 I/O，以**减少响应次数**（比如从网上下电影，你不能下一点点数据就写一下硬盘，而是积攒一定量的数据以后一整块一起写，不然硬盘都要被你玩坏了）。

[Linux系统中的Page cache和Buffer cache](https://zhuanlan.zhihu.com/p/35277219)

> 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。**

### 参考

[Linux 操作系统原理 — 内存 — Cache 和 Buffer](https://blog.csdn.net/Jmilk/article/details/105896326)

[Linux系统中的Page cache和Buffer cache](https://zhuanlan.zhihu.com/p/35277219)

[Cache 和 Buffer 都是缓存，主要区别是什么？](https://www.zhihu.com/question/26190832)

\[Swap交换分区概念]\(


---

# Agent Instructions
This documentation is published with GitBook. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com.

## Querying This Documentation
If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question.

Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter:

```
GET https://huolala.gitbook.io/code/ji-suan-ji-ji-chu/cao-zuo-xi-tong/cache-he-buffer.md?ask=<question>
```

The question should be specific, self-contained, and written in natural language.
The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation.

Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.