free命令（buffer与cache区别）

Linux上free命令的输出。　　

下面是free的运行结果，一共有4行。为了方便说明，我加上了列号。这样可以把free的输出看成一个二维数组FO(Free Output)。例如：

• FO[2][1] = 24677460
• FO[3][2] = 10321516  

                   1          2          3          4          5          6
1              total       used       free     shared    buffers     cached
2 Mem:      24677460   23276064    1401396          0     870540   12084008
3 -/+ buffers/cache:   10321516   14355944
4 Swap:     25151484     224188   24927296

　　free的输出一共有四行，第四行为交换区的信息，分别是交换的总量（total），使用量（used）和有多少空闲的交换区（free），这个比较清楚，不说太多。

　　free输出地第二行和第三行是比较让人迷惑的。这两行都是说明内存使用情况的。第一列是总量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。

第一行的输出时从操作系统（OS）来看的。也就是说，从OS的角度来看，计算机上一共有:

• 24677460KB（缺省时free的单位为KB）物理内存，即FO[2][1]；
• 在这些物理内存中有23276064KB（即FO[2][2]）被使用了；
• 还用1401396KB（即FO[2][3]）是可用的；

这里得到第一个等式：

• FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

FO[2][4]表示被几个进程共享的内存的，现在已经deprecated，其值总是0（当然在一些系统上也可能不是0，主要取决于free命令是怎么实现的）。

FO[2][5]表示被OS buffer住的内存。FO[2][6]表示被OS cache的内存。在有些时候buffer和cache这两个词经常混用。不过在一些比较低层的软件里是要区分这两个词的，看老外的洋文:

• 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.

也就是说buffer是用于存放要输出到disk（块设备）的数据的，而cache是存放从disk上读出的数据。这二者是为了提高IO性能的，并由OS管理。

Linux和其他成熟的操作系统（例如windows），为了提高IO read的性能，总是要多cache一些数据，这也就是为什么FO[2][6]（cached memory）比较大，而FO[2][3]比较小的原因。

第二行的输出是从一个应用程序的角度看系统内存的使用情况。

• 对于FO[3][2]，即FO[2][2]-buffers/cache，表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存；
• 对于FO[3][3]，即FO[2][3]+buffers/cache，表示一个应用程序认为系统还有多少内存；

因为被系统cache和buffer占用的内存可以被快速回收，所以通常FO[3][3]比FO[2][3]会大很多。

这里还用两个等式：

• FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]
• FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

 

buffer 与cache 的区别
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.

 

两者都是RAM中的数据。简单来说，buffer是即将要被写入磁盘的，cache是被从磁盘中读出来的。这二者是为了提高IO性能的，并由OS管理，并非应用自己分配的内存，而是OS自己根据需要对空闲内存进行的额外利用。因为这部分只是缓存，降低IO，提升性能，只要应用程序有需要，OS可以直接将buffer写入磁盘，将cache删掉来得到空闲内存给应用程序使用。
buffer是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。缓冲（buffers）是根据磁盘的读写设计的，把分散的写操作集中进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提高系统性能。
cache经常被用在磁盘的I/O请求上，如果有多个进程都要访问某个文件，于是该文件便被做成cache以方便下次被访问，这样可提供系统性能。缓存（cached）是把读取过的数据保存起来，重新读取时若命中（找到需要的数据）就不要去读硬盘了，若没有命中就读硬盘。其中的数据会根据读取频率进行组织，把最频繁读取的内容放在最容易找到的位置，把不再读的内容不断往后排，直至从中删除。

 

因此：

-/+ buffers/cache的含义即:使用内存是实际当前使用内存减去buffers/cache之和;空闲内存是实际空闲内存加上buffers/cache之和。 所以是-/+

查看空闲内存，确定应用是否有内存泄漏时，只能以Free的第三行为依据，第二行其实作用不大，只是可以看到OS当前的buffer和cache大小。