free / buffer与cache

       前几天看到有些伙伴傻傻分不清楚buffer与cache的用处，后来发现我也不能很清楚的说出来buffer与cache在不同的地方有什么不同之处，这里就总结了一些关于buffer于cache的区别，如有不完善的地方，请大家指出来。

       说到buffer与cache，那就不得不来说说free命令了，先来看一下free命令的执行结果：

         当我执行了复制的命令后，我们再来看一看内存的变化情况：

       执行结束后cached暴增到了218，这是为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。”

       有些人说过一段时间，系统就会自动释放这一部分cached，可是结果并不是这样的， 在过了一段时间之后，cached依然居高不下，在收集了一些大牛的资料之后，我总结了一些小技巧：

       我们可以通过手动来清除缓存，在/下有个proc的文件，/proc是一个虚拟文件系统,我们可以通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段.也就是说可以通过修改/proc中的文件,来对当前kernel的行为做出调整.那么我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存.操作如下:

       
       /proc/sys/vm/drop_caches的值,默认为0
       
      手动执行sync命令(描述:sync 命令运行 sync 子例程。如果必须停止系统，则运行 sync 命令以确保文件系统的完整性。sync 命令将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中，包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件)
       
      将/proc/sys/vm/drop_caches值设为3
      
      再来运行free命令,发现现在的cached变成 49M了。

      看来这个手动清除的方法还是很有效的

     有关/proc/sys/vm/drop_caches的用法在下面进行了说明
/proc/sys/vm/drop_caches (since Linux 2.6.16)
              Writing  to  this  file  causes the kernel to drop clean caches,
              dentries and inodes from memory, causing that memory  to  become free.
              To free  pagecache,  use  echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches;

              To free dentries and inodes, use echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches;
              To free   pagecache,   dentries  and  inodes,  use  echo  3  >
                  /proc/sys/vm/drop_caches.
              Because this is a non-destructive operation  and  dirty  objects
              are not freeable, the user should run sync(8) first.

     查了一些英文资料，对于buffer 与cache 的区别是这样描述的：
           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.

      cache 和 buffer的区别：
                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。
                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。

      Free中的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
                cache: 作为page cache的内存, 文件系统的cache
      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I/O 比会非常小。