Linux操作系统中内存buffer和cache的区别

Linux 的内存管理,实际上跟windows的内存管理有很相像的地方,都是用虚拟内存这个的概念,说到这里不得不骂MS,为什么在很多时候还有很大的物理内存的 时候,却还是用到了pagefile. 所以才经常要跟一帮人吵着说Pagefile的大小,以及如何分配这个问题,在Linux大家就不用再吵什么swap大小的问题,我个人认为,swap设 个512M已经足够了,如果你问说512M的SWAP不够用怎么办?只能说大哥你还是加内存吧,要不就检查你的应用,是不是真的出现了memory leak.
夜也深了,就不再说废话了。

在Linux下查看内存我们一般用command free
[root@nonamelinux ~]# free
             total        used       free     shared    buffers     cached
Mem:        386024      377116       8908          0      21280     155468
-/+ buffers/cache:      200368     185656
Swap:       393552           0     393552

下面是对这些数值的解释:
第二行(mem):
total: 总计物理内存的大小。
used:  已使用多大。
free:  可用有多少。
Shared:多个进程共享的内存总额。
Buffers/cached:磁盘缓存的大小。

第三行:
-buffers/cache 的内存数:200368(等于第2行的 used – buffers – cached)
+buffers/cache 的内存数: 185656(等于第2行的 free + buffers + cached)
 

由上看出,-buffers/cache反映的是被系统被实际使用掉的内存,而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。所以一般来讲我们是比较关心第三行的


第四行就不多解释了。
区别:
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,第二行是从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8908KB,已用内存是377116KB,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.
如上例:
185656=8908+21280+155468
接下来解释什么时候内存会被交换,以及按什么方交换。
当可用内存少于额定值的时候,就会开会进行交换.
如何看额定值(RHEL4.0):
#cat /proc/meminfo
交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数: 
1.减少缓冲与页面cache的大小,
2.将系统V类型的内存页面交换出去, 
3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页,也就是物理内存不足)。
事实上,少量地使用swap是不是影响到系统性能的。

 

 对于共享内存(Shared memory),主要用于在UNIX 环境下不同进程之间共享数据,是进程间通信的一种方法,一般的应用程序不会申请使用共享内存,笔者也没有去验证共享内存对上面等式的影响。如果你有兴趣, 请参考:What is Shared Memory?

  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IO bi会非常小。

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