學習筆記 cache buffer

2022-02-26 20:08:36 字數 1676 閱讀 3555

cache 是為了彌補高速裝置和低速裝置的鴻溝而引入的中間層,最終起到**加快訪問速度**的作用。

buffer 的主要目的進行流量整形,把突發的大數量較小規模的 i/o 整理成平穩的小數量較大規模的 i/o,以**減少響應次數**(比如從網上下電影,你不能下一點點資料就寫一下硬碟,而是積攢一定量的資料以後一整塊一起寫,不然硬碟都要被你玩壞了)。

buffer常見的是這個:

對,就是鐵道端頭那個巨大的彈簧一類的東西。作用是萬一車沒停住,撞彈簧上減速慢,危險小一些。叫緩衝

cache常見的是這個:

)沒錯,就是一種保管箱。看到右邊那個被鏽掉的food cache沒?這是部署在森林裡的存應急物資的保管箱。功能是把你需要用的東西放在更容易拿到的地方。雖然常用準確翻譯叫快取,但個人以為意思表達的不對,丟了一半的功能。台灣的翻譯更好,叫快取

相信看完這些應該不用我說區別了?

哎呀還是賣弄一下吧。

簡單說,buffer的核心作用是用來緩衝,緩和衝擊。比如你每秒要寫100次硬碟,對系統衝擊很大,浪費了大量時間在忙著處理開始寫和結束寫這兩件事嘛。用個buffer暫存起來,變成每10秒寫一次硬碟,對系統的衝擊就很小,寫入效率高了,日子過得爽了。極大緩和了衝擊。

cache的核心作用是加快取用的速度。比如你乙個很複雜的計算做完了,下次還要用結果,就把結果放手邊乙個好拿的地方存著,下次不用再算了。加快了資料取用的速度。

所以,如果你注意關心過儲存系統的話,你會發現硬碟的讀寫緩衝/快取名稱是不一樣的,叫write-buffer和read-cache。很明顯地說出了兩者的區別。

當然很多時候巨集觀上說兩者可能是混用的。比如實際上memcached很多人就是拿來讀寫都用的。不少時候non-sql資料庫也是。嚴格來說,cpu裡的l2和l3 cache也都是讀寫兼用——因為你沒法簡單地定義cpu用它們的方法是讀還是寫。硬碟裡也是個典型例子,buffer和cache都在一塊空間上,到底是buffer還是cache?

不過仔細想一下,你說拿cache做buffer用行不行?當然行,只要能控制cache淘汰邏輯就沒有任何問題。那麼拿buffer做cache用呢?貌似在很特殊的情況下,能確定訪問順序的時候,也是可以的。簡單想一下就明白——buffer根據定義,需要隨機儲存嗎?一般是不需要的。但cache一定要。所以大多數時候用cache代替buffer可以,反之就比較侷限。這也是技術上說cache和buffer的關鍵區別。

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補充1:不要誤解buffer就是用來寫的,cache就是用來讀的。讀可以用buffer嗎?當然可以,比如你想一批一批地處理讀取而非有啥處理啥的時候,就可以用讀buffer。寫當然也可以用cache,比如你的寫入有很高的隨機性的時候。具體什麼場景用buffer什麼場景用cache要根據場景的具體需要決定。

補充2:不要誤解cache或buffer就一定是記憶體或者存在什麼高速媒介上的東西。只要相對高速即可。我完全可以在硬碟上存cache,比如有些遊戲會在執行時建立預編譯的shader(暴露年齡),這本質上就是一種cache,它存在速度緩慢的硬碟上,因為讀硬碟依舊比重新編譯要快。buffer也同理,例如ntfs檔案系統自己就有logging buffer,這個甚至明確拒絕放在任何易失快取裡。

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