例子

[[email protected]_16_17_centos bin]# free 
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        1882892      785272      280428       40496      817192      852060
Swap:             0           0           0

先說明一些基本概念
第一列
Mem 記憶體的使用資訊
Swap 交換空間的使用資訊
第一行
total 系統總的可用實體記憶體大小
used

其中有兩個概念需要注意

free 與 available 的區別

free 是真正尚未被使用的實體記憶體數量。
available 是應用程式認為可用記憶體數量，available = free + buffer + cache (注：只是大概的計算方法)

Linux 為了提升讀寫效能，會消耗一部分記憶體資源快取磁碟資料，對於核心來說，buffer 和 cache 其實都屬於已經被使用的記憶體。但當應用程式申請記憶體時，如果 free 記憶體不夠，核心就會回收 buffer 和 cache 的記憶體來滿足應用程式的請求。這就是稍後要說明的 buffer 和 cache。

buff 和 cache 的區別

以下內容來自# buffer和cache怎麼讓你們解釋的那麼難理解？

從字面上和語義來看，buffer名為緩衝，cache名為快取。我們知道各種硬體存在製作工藝上的差別，所以當兩種硬體需要互動的時候，肯定會存在速度上的差異，而且只有互動雙方都完成才可以各自處理別的其他事務。假如現在有兩個需要互動的裝置A和B，A裝置用來互動的介面速率為1000M/s，B裝置用來互動的介面速率為500M/s，那他們彼此訪問的時候都會出現以下兩種情況：（以A來說）

一.A從B取一個1000M的檔案結果需要2s，本來需要1s就可以完成的工作，卻還需要額外等待1s,B裝置把剩餘的500M找出來，這等待B取出剩下500M的空閒時間內(1s)其他的事務還幹不了

二.A給B一個1000M的檔案結果也需要2s，本來需要也就1s就可以完成的工作，卻由於B，1s內只能拿500M，剩下的500M還得等下一個1sB來取，這等待下1s的時間還做不了其他事務。

那有什麼方法既可以讓A在‘取’或‘給’B的時候既能完成目標任務又不浪費那1s空閒等待時間去處理其他事務呢？我們知道產生這種結果主要是因為B跟不上A的節奏，但即使這樣A也得必須等B處理完本次事務才能幹其他活（單核cpu來說），除非你有三頭六臂。那有小夥伴可能會問了，能不能在A和B之間加一層區域比如說ab，讓ab既能跟上A的頻率也會照顧B的感受，沒錯我們確實可以這樣設計來磨合介面速率上的差異，你可以這樣想象，在區域ab提供了兩個互動介面一個是a介面另一個是b介面，a介面的速率接近A，b介面的速率最少等於B，然後我們把ab的a和A相連，ab的b和B相連，ab就像一座橋把A和B連結起來，並告知A和B通過他都能轉發給對方，檔案可以暫時儲存，最終拓撲大概如下：

示例

現在我們再來看上述兩種情況：

對於第一種情況A要B：當A從B取一個1000M的檔案，他把需求告訴了ab，接下來ab通過b和B進行檔案傳送，由於B本身的速率，傳送第一次ab並沒有什麼卵用，對A來說不僅浪費了時間還浪費了感情，ab這傢伙很快感受到了A的不滿，所以在第二次傳送的時候，ab揹著B偷偷快取了一個一模一樣的檔案，而且只要從B取東西，ab都會快取一個拷貝下來放在自己的大本營，如果下次A或者其他C來取B的東西，ab直接就給A或C一個貨真價實的贗品，然後把它通過a介面給了A或C，由於a的速率相對接近A的介面速率，所以A覺得不錯為他省了時間，最終和ab的a成了好基友，說白了此時的ab提供的就是一種快取能力，即cache，絕對的走私！因為C取的是A執行的結果。所以在這種工作模式下，怎麼取得的東西是最新的也是我們需要考慮的，一般就是清cache。例如cpu讀取記憶體資料，硬碟一般都提供一個記憶體作為快取來增加系統的讀取效能

對於第二種情況A給B：當A發給B一個1000M的檔案，因為A知道通過ab的a介面就可以轉交給B，而且通過a介面要比通過B介面傳送檔案需要等待的時間更短，所以1000M通過a介面給了ab ，站在A檢視上他認為已經把1000M的檔案給了B，但對於ab並不立即交給B，而是先快取下來，除非B執行sync命令，即使B馬上要，但由於b的介面速率最少大於B介面速率，所以也不會存在漏洞時間，但最終的結果是A節約了時間就可以幹其他的事務，說白了就是推卸責任，哈哈而ab此時提供的就是一種緩衝的能力，即buffer，它存在的目的適用於當速度快的往速度慢的輸出東西。例如記憶體的資料要寫到磁碟，cpu暫存器裡的資料寫到記憶體。

看了上面這個例子，那我們現在看一下在計算機領域，在處理磁碟IO讀寫的時候，cpu，memory，disk基於這種模型給出的一個例項。我們先來一幅圖：（我從別家當來的，我覺得，看N篇文件 不如瞄此一圖）

示例

page cache：檔案系統層級的快取，從磁盤裡讀取的內容是儲存到這裡，這樣程式讀取磁碟內容就會非常快，比如使用grep和find等命令查詢內容和檔案時，第一次會慢很多，再次執行就快好多倍，幾乎是瞬間。但如上所說，如果對檔案的更新不關心，就沒必要清cache，否則如果要實施同步，必須要把記憶體空間中的cache clean下

buffer cache：磁碟等塊裝置的緩衝，記憶體的這一部分是要寫入到磁盤裡的。這種情況需要注意，位於記憶體buffer中的資料不是即時寫入磁碟，而是系統空閒或者buffer達到一定大小統一寫到磁碟中，所以斷電易失，為了防止資料丟失所以我們最好正常關機或者多執行幾次sync命令，讓位於buffer上的資料立刻寫到磁盤裡。