Linux中的buffer和cache到底是什么?今天终于明白了

在IT行业,有不少术语英文看起来区别不小,但是翻译成中文,就很容易混淆。今天我们就来说其中的一对术语——buffer和cache。

      Buffer和cache英文看起来区别很大,但在不少公司里甚至部分翻译过来的技术图书里,经常被统称为“缓存”。或者叫“缓”什么什么…

 上面的说法、翻译,是错误的!

01

带你认识正确的翻译

正确的翻译:buffer,缓冲区;cache,缓存。

先看英语解释,大体上看起来这样的:A bufferis 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 

再看详细的非官方中文解释

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:我们用X雷下载一部电影,不可能下载一点就写一点儿磁盘,这么干的话真的毁硬盘。反之先写到buffer缓冲区,攒多了再一次性写入磁盘,减少I/O,既有效率,又对硬盘友好。

2、 Cache(缓存)则是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,所以人们充分利用数据的局部性特征,通过使用存储系统分级(memory hierarchy)的策略来减小这种差异带来的影响。

看了以上中文解释,估计小伙伴们可以明白了:

设若以后随着科技发展,存储器访问终于变得跟CPU计算一样快,那么cache就可以消失了,但是buffer却必须依然存在。

02

深入了解

典型的“生产者-消费者”模式,当上游数据流突然增大时候,数据消费很可能一下子来不及处理“洪水”一样的请求,那么有一个buffer作为缓冲,让上游数据不那么乘风破浪,处理就来得及了。

深入一点看

Cache为了提高访问“命中率”,要的是快速找到。现实生活中的类比是“常用工具箱”,用什么工具顺手就取到。过一段时间,工作内容变化了,“常用工具箱”里面的工具,有的被换出去,有的被请进来。

Cache多数情况下是不考虑顺序的,小公鸡点名,点到谁是谁。

Buffer是为了减少频繁操作,把一系列类似的事情攒起来一次干。现实生活中的类比是当年的“小公共”或者“黑的士”,“坐满这一车人就走了吖~~”,“还差一位,还差一位~”,总之不坐满了,不开车。或者类似于办公桌边的废纸篓,多数人不会刚扔点儿废品就去倾倒一次。

Buffer多数情况下是考虑顺序的,多用FIFO(先进先出)算法。

上面的原理,从浅到深说了不少。对于测试开发或者性能测试小伙伴来说,知道buffer和cache除了可以跟开发讨(xuan)论(yao)之外,最直接的用处是——调优,释放更多资源。

03

举例说明

简单举个栗子,在Linux系统中,可以通过free命令来查看内存情况,通常的结果如下:

[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

一般情况下,可以通过修改 /proc/sys/vm/drop_caches 文件来清理部分cache,详细如下:

1. 表示清除pagecache

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

2. 表示清除回收slab分配器中的对象(包括目录项缓存和inode缓存)

echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

3. 表示清除pagecache和slab分配器中的缓存对象

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

作  者:Arthur 

出  处:微信公众号:自动化软件测试平台

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