Linux工具效能調優系列二：buffer和cache
我們來看一個例子，我們來看free輸出，free採集資料來源是：/proc/meminfo檔案，對於這個檔案，會貫穿這個系列。
root@szdc-calic-2-6:~# free totalusedfreesharedbuff/cacheavailable Mem:32895096169839681979043076882299879630343448 Swap:3125042811499231135436 複製程式碼
從上面的輸出我們可以得到什麼呢？系統當前記憶體是否夠用？什麼是buffer，什麼是cqche，帶著這些問題，我們接著往下看。
二，cache和buffer
2.1 cache
2.1.1 定義
首先明確一點，在記憶體管理中，cache指的是：page cache。page cache即頁面快取記憶體，是針對檔案系統的，儲存的是檔案的檔案資料(檔案分為元資料和檔案資料)。
2.1.2 哪些cache無法被回收
我們執行回收cache命令
[root@k8s-dbg-master-1 ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches [root@k8s-dbg-master-1 ~]# free -m totalusedfreesharedbuff/cacheavailable Mem:3211786227201605622773949 Swap:1638321616167 複製程式碼
從上面我們知道，即使我們執行清理cache命令，仍然有部分cache無法回收，這些無法回收的包括：tmpfs,共享記憶體,mmap申請標誌狀態為MAP_SHARED的記憶體。這塊不深入講解，有興趣的再去自己嘗試下。
2.2，buffer
2.2.1 定義
(1) 在記憶體管理中，buffer指的是：buffer cache。buffer cache是是塊裝置的讀寫緩衝區。我們繼續補充知識，作業系統是以塊的概念操作磁碟的，一個塊會包含一個或者多個扇區，但是不會超過一個頁面大小。
(2) buffers主要用於快取檔案系統中的元資料資訊(dentries、inodes)，和另外一些不是檔案資料的塊，例如metadata和raw block I/O，因此還是需要單獨用buffer cache來快取。
2.3 兩者之間的關係
在核心2.6以後，兩者結構進行統一，都是page cache，page中含有一個個的buffer結構，所以我們的free命令中，也將兩者進行統一。兩者是配合使用的，當我們對一個檔案進行寫操作時候，page cache的內容會被改變，而buffer cache則可以將page標記不同的緩衝區(buffer)，並記錄哪個塊被修改，這樣，髒資料回寫時候，就不用回寫整個page，而只要回寫修改的塊。
三，案例分析
3.1 案例分析
我們將直接使用案例對cache進行分析，看看作業系統中會如何使用。事先準備一個大檔案，對大檔案進行讀操作。
(1) 手動清空cache
[root@k8s-dbg-master-1 ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches [root@k8s-dbg-master-1 ~]# cat /proc/meminfo MemTotal:32887860 kB MemFree:15764108 kB MemAvailable:17081976 kB Buffers:1792 kB Cached:1191456 kB 複製程式碼
(2) 執行命令及結果
[root@k8s-dbg-master-1 ~]# cp hyperkube /tmp/hyperkube [root@k8s-dbg-master-1 ~]# cat /proc/meminfo MemTotal:32887860 kB MemFree:15240656 kB MemAvailable:17092320 kB Buffers:18016 kB Cached:1708088 kB 複製程式碼
可以看到，cached和buffer都增多