Linux Buffer与Cache的含义

Linux中的Buffer与Cache的含义通常非常容易混淆,两者翻译成中文都可以叫做缓存,都是数据在内存中的临时存储,而且网络上很多文章都是错误的。

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$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 125G 12G 347M 9.3M 113G 113G
Swap: 0B 0B 0B

free命令直接将buff和cache写到了一块,说明两者有很多共同点。

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$ vmstat 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
7 1 0 364076 18664 118624552 0 0 214 11198 106 118 6 4 89 1 0
13 1 0 349096 18664 118638192 0 0 0 1012404 171031 270124 20 13 66 2 0

而通过vmstat命令可以分别看到buffer和cache的大小,单位为KB。

使用man free命令看到的解释如下:

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buffers: Memory used by kernel buffers (Buffers in /proc/meminfo)

cache: Memory used by the page cache and slabs (Cached and Slab in /proc/meminfo)

查看proc的man手册结果如下:

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Buffers %lu
Relatively temporary storage for raw disk blocks that shouldn't get tremendously large (20MB or so).

Cached %lu
In-memory cache for files read from the disk (the pagecache). Doesn't include SwapCached.

SReclaimable %lu (since Linux 2.6.19)
Part of Slab, that might be reclaimed, such as caches.

SUnreclaim %lu (since Linux 2.6.19)
Part of Slab, that cannot be reclaimed on memory pressure.

上述信息,文档写的并不是非常明确。

可以看出buffers是磁盘数据的缓存,通常不会特别大,缓存的数据包括磁盘的写请求和读请求。内核用于将分散的写磁盘操作集中起来,批量写入磁盘。

Cached是文件数据的缓存,同样可以缓存读请求和写请求。

Slab包括了SReclaimalbe和Sunreclaim两部分信息,其中SReclaimable是可回收部分,SUnreclaim是不可回收部分。

关于文件和磁盘的区别如下:

磁盘是一个块设备,可以划分为多个分区,每个分区上可以构建不同的文件系统,文件系统挂载到目录上后,就可以对该文件系统进行读写文件操作了。

读写普通文件系统中的文件时,会经过文件系统,由文件系统跟磁盘进行交互,而文件系统的缓存为cache。读写磁盘或者分区时,会跳过文件系统,直接对磁盘进行操作,而操作系统对磁盘的缓存称之为buffer。

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