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Cache 和 Buffer 的区别在哪里？
Cache 和 Buffer 是两个不同的概念，简单的说，Cache 是加速 “读”，而 Buffer 是缓冲 “写”，前者解决读的问题，保存从磁盘上读出的数据，后者是解决写的问题，保存即将要写入到磁盘上的数据。在很多情况下，这两个名词并没有严格区分，常常把读写混合类型称为 buffer/ cache。
为什么需要缓存？
可以看到，CPU 最快，一个时钟周期是 0.3 纳秒，内存访问需要 120 纳秒，固态硬盘访问需要 50-150 微秒，传统硬盘访问需要 1-10 毫秒， 网络访问最慢，都是几十毫秒。
如果一个时钟周期如果按 1 秒算：
- 内存访问就是 6 分钟
- 固态硬盘是 2-6 天
- 传统硬盘是 1-12 个月
- 网络访问就是几年了！
如果你是 CPU，你会觉得这个世界真是慢死了！从硬盘访问数据得等待 “几天” 甚至 “几个月”！
所以存储器的层级关系出来了，存储器越往上速度越快，但是价格越来越贵， 越往下速度越慢，但是价格越来越便宜。
Linux 缓存机制
在 Linux 系统中，为了提高文件系统性能，内核利用一部分物理内存分配出缓存区，用于缓存系统操作和数据文件，当内核收到读写的请求时，内核先去缓存区找是否有请求的数据，有就直接返回，如果没有则通过驱动程序直接操作磁盘。
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buffers 用来缓存 metadata 及 pages，可以理解为系统缓存，例如：vi 打开一个文件。
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cached 用来给文件做缓存，可以理解为数据块缓存，例如：dd if=/dev/zero of=/tmp/test count=1bs=1G 测试写入一个文件，就会被缓存到缓冲区中，当下一次再执行这个测试命令时，写入速度会明显很快。
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Swap 是交换分区，即通常我们说的虚拟内存，是从硬盘中划分出的一个分区。当物理内存不够用的时候，内核就会释放缓存区（buffers/cache）里一些长时间不用的程序，然后将这些程序临时放到 Swap 中，也就是说如果物理内存和缓存区内存不够用的时候，才会用到 Swap。
缓存机制优点： 减少系统调用次数，降低 CPU 上下文切换和磁盘访问频率。
CPU上下文切换： CPU 给每个进程一定的服务时间，当时间片用完后，内核从正在运行的进程中收回处理器，同时把进程当前运行状态保存下来，然后加载下一个任务，这个过程叫做上下文切换。实质上就是被终止运行进程与待运行进程的进程切换。
查看到系统内存的使用情况：
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。
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