cache缓存c

① cache是什么意思

什么是缓存(cache)

理解缓存

操作系统的任务主要是合理地调配系统的各种资源，为各种程序的运行提供环境，它可以看作是硬件和应用软件之间的一个媒介。其中对内存的管理是系统的最主要的职责，怎么样使有限的内存用在刀刃上，怎么要保证系统本身所需的内存（以防止死机，在win2000和winxp里这一点已经做的非常好了），怎样克服各种硬件连接的瓶颈。

本文主要就这种硬件连接的瓶颈问题展开一些讨论。大家知道计算机的主要硬件，硬盘，内存和处理器之间的速度是不一样的，其中处理器的速度是非常快的，内存次之，而硬盘的速度是很慢的（相对于处理器来说），一件任务的处理要通过处理器给出的指令，把相关数据从硬盘里调出来，到内存，在内存和处理器之间还会有许多数据的传输，内存本身不能处理数据，要通过处理器来处理，当他们一起工作的时候，由于处理器和内存工作得快，它们常在把事做完了没事做了，要等硬盘，这样就大大降低了系统的整体性能，不能发挥所有硬件的性能。为了解决这个问题，一个优秀的操作系统必然要有“缓存”来作为这些硬件之间的一个中间站，来缓和这种矛盾，从而一定程度上提高系统的性能，“缓存”处理的越好，系统的性能发挥的越好。所以研究“缓存”就有了它的意义。

看了上面的内容，以前对“缓存”没有认识的朋友应该理解它了。理解之后马上可以应用的地方就是在自购兼容机的时候。大家大可不必去追赶潮流，买什么P4处理器，而应该买一个快一点的硬盘，比如买个7200转的（或更快的），以减少瓶颈的矛盾。处理器吗，买赛扬好了，一般是没问题的，处理器大多数时候是闲着的，有时处理很多个大任务时可能会有些紧张，注意避免就可以了。

从某种角度讲，内存本身是硬盘和处理器之间的一个缓存，它的作用是缓解硬盘和处理器之间的尖锐矛盾的。当它被作为一个固定的部件后，它本身也成了需要用缓存来缓解瓶颈的对象。它对处理器和硬盘夹在中间，是他们的必经之路，硬盘与处理器之间的关系成了硬盘与内存和内存与处理器之间的双重关系。所以上面提到的瓶颈问题的处理归结为对内存的优化，即怎样处理好硬盘与内存之间的缓存很处理器与内存之间的缓存。

对于一个想了解操作系统的人来说，能够理解“缓存”对对它做适当的优化是比不可少的一节课。另外再不从一下，缓存的概念是很广泛的，这里专指内存的缓存。

缓存的优化

操作系统本身已经有了很多优化措施，而我们只能在它的优化措施的基础上根据我们的实际情况来优化。

1,最“着名”的缓存是页面文件，这个倒不是缓解速度的，而是缓解容量的，在速度上，硬盘不如内存，但是容量上，内存是不可能跟硬盘比的，当你运行一个程序需要大量数据，占有大量内存时，内存就要被塞满，怎么办呢？把那些暂时不用的放到硬盘里去，因为处理器总是只调用处理一个任务所需的数据，其他的准备的数据（就是那些可能要用的，但暂时还不用的）可以先放一放，如果内存放不下，就只好放到硬盘了。但是这样做是有代价的，当放到内存的数据重新要被使用时，你就得等很长时间等系统把在硬盘中得数据调上来。其实你可以感受到系统的这些动作，比如你打开IE或Office，第一次打开是很慢的，但是关闭后马上再打开就快很多，这是因为这时数据还没被系统“请”出内存，系统从内存中直接取得数据自然快了；另一个情况，当你开了一个photoshop这样的大软件，这时打开Office要比平时还慢一点，这是因为内存本来被photoshop占领着，要调入Office的数据到内存就必须把photoshop的数据“请”出内存，多了这个过程，打开自然要慢一些。

优化页面文件，可以做一下几条：

1）把页面文件放到系统盘之外，这样做主要是为了保持页面文件的连续性，硬盘读取数据是靠磁头在磁性物质上“读”得到数据的，页面文件放在物理上的不同区域，磁头就要跳来跳去，自然不利于效率。系统盘文件众多，页面文件几乎肯定不连续。所以要把它移到其他盘。要提醒一点，当你移动好页面文件后，要把原来的删除掉，系统不会自动删除。

2）如果有两个硬盘，把页面文件放在转速快的那个，原因上面已讲了很多遍了。

3）最大最小页面文件的设置原则。有很多人建议将这两个值设置成相等的，我不知道他们是那里来的依据，其实这样设置是不合理的。我们先要知道他们两个值的意义。一般情况下，内存是不会真的“塞满”，它会在内存储量到达一定程度时自动将一部分暂时不用的数据放到硬盘，最小页面文件是所说的“一定程度”的具体比例的决定因素，最小页面文件大，比例就低，反之则相反；最大页面文件是极限值，有时你开了很多程序，内存和最小页面文件都满了，就自动溢出到最大页面文件。所以，将两者设为一样大是不合理的。最小页面文件要小一些，这样能够在内存中尽可能存更多的数据，效率就高，最大页面文件大一些，以免出现“全满”的的情况。

4）winxp现在支持4G内存，哪怕你有5，6百M的内存，你都不需页面文件了，这时可以把页面文件禁掉。到注册表编辑器HKEY_LOCAL_ Manager Memory Management下，找到DisablePagingExecutive（禁用页面文件）设其值为1。

5）在同上的注册表编辑器位置上有个ClearPageFileAtShutdown（关机时清除页面文件），这里所说的“清除”页面文件（即虚拟内存）并非是指从硬盘上完全删除pagefile .sys这个文件，而是对其进行“清洗”和整理，从而为下次启动Win2K更好地利用虚拟内存作好准备。这样做还有利于安全，页面文件上的残留的数据是可以用特殊的工具读到的，而这些数据你可能并不想让人知道。这样做的代价是关闭系统时间会加长。 将其值设为1即可。

6）学过C的朋友们应该对操作内存有个概念，一个任务完成后，要用free函数来释放内存，但有很多软件在设计的时候，并没有在所有环节都这样做，这会造成无用的数据占据内存，对这种情况可以使用一些内存优化软件，让这钟软件来完成释放内存的动作。

2，下面介绍和优化一些不着名的缓存：

1）内存读取硬盘数据要经过一个系统缓存（system cache），它的位置是在内存的特定区域，它是用来缓解硬盘与内存之间的速度不平衡的。它是以牺牲内存资源来换取从硬盘读取数据时的速度的，有了这块缓存，系统能从硬盘预读所需的数据，减少系统等待的时间。如果你的内存很大，比如5，6百M，那么你除了可以采取上面说的关闭页面文件的方法外，还可以起用打的系统缓存。做法如下，进入注册表编辑器： HKEY_LOCAL_ Manager Memory Management，找到LargeSystemCache（启用大的系统缓存），将它的值设为1就可以了。

这样设置了后，systemcache从4M增加到8M，再win2000和winxp中，这个值是动态的，如果内存不足，systemcache占据的空间可以自动相应调整。

2）处理器从内存读取数据的缓存是什么呢？是二级数据高级缓存（缓冲），同样它也要在内存中占一个空间，所以最好是有了大内存之后再设置这个值。也需再注册表里设置，方法如下：进入 HKEY_LOCAL_ Manager Memory Management ，找到 SecondLevelDataCache，默认为256，大内存设为512。

好了经过了上面的介绍，我想对朋友们来说最重要收获的是加深了对缓存和操作系统的认识，至于优化的方法，我得承认一般的朋友是用不着去做的，当然“玩”一下也是很有意思的。

② Cache其具体工作原理

Cache被用作CPU针对内存的缓存，利用程序的空间局部性和时间局部性原理，达到较高的命中率，从而避免CPU每次都必须要与相对慢速的内存交互数据来提高数据的访问速率。DMA可以作为内存与外设之间传输数据的方式，在这种传输方式之下，数据并不需要经过CPU中转。假设DMA针对内存的目的地址与Cache缓存的对象没有重叠区域，DMA和Cache之间将相安无事。
但是，如果DMA的目的地址与Cache所缓存的内存地址访问有重叠，经过DMA操作，与Cache缓存对应的内存中的数据已经被修改，而CPU本身并不知道，它仍然认为Cache中的数据就是内存中的数据，那在以后访问Cache映射的内存时，它仍然使用陈旧的Cache数据。这样就会发生Cache与内存之间数据“不一致性”的错误。所谓Cache数据与内存数据的不一致性，是指在采用Cache的系统中，同样一个数据可能既存在于Cache中，也存在于主存中，Cache与主存中的数据一样则具有一致性，数据若不一样则具有不一致性。需要特别注意的是，Cache与内存的一致性问题经常被初学者遗忘。在发生Cache与内存不一致性错误后，驱动将无法正常运行。如果没有相关的背景知识，工程师几乎无法定位错误的原因，因为这时所有的程序看起来都是完全正确的。Cache的不一致性问题并不是只发生在DMA的情况下，实际上，它还存在于Cache使能和关闭的时刻。例如，对于带MMU功能的ARM处理器，在开启MMU之前，需要先置Cache无效，对于TLB，也是如此。

③ 什么是Cache作用是什么

Cache指的是缓存。

高速缓存（英语：cache，/kæʃ/kash[2][3][4]）简称缓存，原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种RAM，通常它不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。

提供“缓存”的目的是为了让数据访问的速度适应CPU的处理速度，其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”，即一定程序执行时间和空间内，被访问的代码集中于一部分。

为了充分发挥缓存的作用，不仅依靠“暂存刚刚访问过的数据”，还要使用硬件实现的指令预测与数据预取技术——尽可能把将要使用的数据预先从内存中取到缓存里。

(3)cache缓存c扩展阅读

缓存的特点

缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速率很快。L1Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。

内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。

L2Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速率与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。

L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，普通台式机CPU的L2缓存一般为128KB到2MB或者更高，笔记本、服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存最高可达1MB-3MB。

缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速率就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。

随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，又不频繁了，所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的。

④ buffer和cache的区别

其实本来我通过两个单词的翻译，buffer：缓冲，cache：贮藏，可以大致猜到这两个的区别。

但是看了很多博客之后，我开始怀疑自己，他们俩到底是个啥？
为毛每篇都从不同的角度去分析他们的区别，为毛越看越觉得难以理解，为毛这个小东西会这么复杂。

知道我看到了这边文章: 黑匣子 ,才终于收起我烦躁的心。

至少对于我们原生开发来说，理解到这里，就足够了。

我们知道各种硬件存在制作工艺上的差别，所以当两种硬件需要交互的时候，肯定会存在速度上的差异，而且只有交互双方都完成才可以各自处理别的其他事务。

假如现在有两个需要交互的设备A和B，A设备用来交互的接口速率为1000M/s，B设备用来交互的接口速率为500M/s，那他们彼此访问的时候都会出现以下两种情况：（以A来说）

一.A从B取一个1000M的文件结果需要2s，本来需要1s就可以完成的工作，却还需要额外等待1s,B设备把剩余的500M找出来，这等待B取出剩下500M的空闲时间内(1s)其他的事务还干不了

二.A给B一个1000M的文件结果也需要2s，本来需要也就1s就可以完成的工作，却由于B，1s内只能拿500M，剩下的500M还得等下一个1sB来取，这等待下1s的时间还做不了其他事务。

那有什么方法既可以让A在‘取’或‘给’B的时候既能完成目标任务又不浪费那1s空闲等待时间去处理其他事务呢？

机智的同学们大概已经猜到了， 找一个中介不就好了 ！

我们知道产生这种结果主要是因为B跟不上A的节奏。所以可以在A和B之间加一层区域比如说ab，让ab既能跟上A的频率也会照顾B的感受，没错我们确实可以这样设计来磨合接口速率上的差异。

你可以这样想象，在区域ab提供了两个交互接口一个是a接口另一个是b接口，a接口的速率接近A，b接口的速率最少等于B，然后我们把ab的a和A相连，ab的b和B相连，ab就像一座桥把A和B链接起来，并告知A和B通过他都能转发给对方，文件可以暂时存储，最终拓扑大概如下：

现在我们再来看上述两种情况：

对于第一种情况A要B：当A从B取一个1000M的文件，他把需求告诉了ab，接下来ab通过b和B进行文件传送，由于B本身的速率，传送第一次ab并没有什么卵用，对A来说不仅浪费了时间还浪费了感情，ab这家伙很快感受到了A的不满，所以在第二次传送的时候，ab背着B偷偷缓存了一个一模一样的文件，而且只要从B取东西，ab都会缓存一个拷贝下来放在自己的大本营，如果下次A或者其他C来取B的东西，ab直接就给A或C一个货真价实的赝品，然后把它通过a接口给了A或C，由于a的速率相对接近A的接口速率，所以A觉得不错为他省了时间，最终和ab的a成了好基友，说白了此时的ab提供的就是一种缓存能力，即cache，绝对的走私！因为C取的是A执行的结果。所以在这种工作模式下，怎么取得的东西是最新的也是我们需要考虑的，一般就是清cache。例如cpu读取内存数据，硬盘一般都提供一个内存作为缓存来增加系统的读取性能

对于第二种情况A给B：当A发给B一个1000M的文件，因为A知道通过ab的a接口就可以转交给B，而且通过a接口要比通过B接口传送文件需要等待的时间更短，所以1000M通过a接口给了ab ，站在A视图上他认为已经把1000M的文件给了B，但对于ab并不立即交给B，而是先缓存下来，除非B执行sync命令，即使B马上要，但由于b的接口速率最少大于B接口速率，所以也不会存在漏洞时间，但最终的结果是A节约了时间就可以干其他的事务，说白了就是推卸责任，哈哈而ab此时提供的就是一种缓冲的能力，即buffer，它存在的目的适用于当速度快的往速度慢的输出东西。例如内存的数据要写到磁盘，cpu寄存器里的数据写到内存。

看了上面这个例子，那我们现在看一下在计算机领域，在处理磁盘IO读写的时候，cpu，memory，disk基于这种模型给出的一个实例。我们先来一幅图：（我从别家当来的，我觉得，看N篇文档 不如瞄此一图）

page cache：文件系统层级的缓存，从磁盘里读取的内容是存储到这里，这样程序读取磁盘内容就会非常快，比如使用grep和find等命令查找内容和文件时，第一次会慢很多，再次执行就快好多倍，几乎是瞬间。但如上所说，如果对文件的更新不关心，就没必要清cache，否则如果要实施同步，必须要把内存空间中的cache clean下

buffer cache：磁盘等块设备的缓冲，内存的这一部分是要写入到磁盘里的。这种情况需要注意，位于内存buffer中的数据不是即时写入磁盘，而是系统空闲或者buffer达到一定大小统一写到磁盘中，所以断电易失，为了防止数据丢失所以我们最好正常关机或者多执行几次sync命令，让位于buffer上的数据立刻写到磁盘里。

深入研究：

1.buffers和cache也是RAM划分出来的一部分地址空间

2.buffers和cache的地址空间也可作为空闲内存的组成部分，这意味着我们可以通过向内核传参释放一部分内存给其他进程

3.由于buffers/cache 是一种动态的内存地址空间，所以已用空间和空余空间有绝对使用，绝对空余空间，算上buffers/cache的相对已用空间和相对空余空间四个概念。

结论：
1.buffer和cache都是为了解决互访的两种设备存在速率差异，使磁盘的IO的读写性能或cpu更加高效，减少进程间通信等待的时间

2.buffer：缓冲区-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，通过buffer可以减少进程间通信需要等待的时间，当存储速度快的设备与存储速度慢的设备进行通信时，存储快的设备先把数据缓存到buffer上，等到系统统一把buffer上的数据写到速度慢的设备上。常见的有把内存的数据往磁盘进行写操作，这时你可以查看一下buffers

3.cache：缓存区-用于对读取速度比较严格，却因为设备间因为存储设备存在速度差异，而不能立刻获取数据，这时cache就会为了加速缓存一部分数据。常见的是CPU和内存之间的数据通信，因为CPU的速度远远高于主内存的速度，CPU从内存中读取数据需等待很长的时间，而Cache保存着CPU刚用过的数据或循环使用的部分数据，这时Cache中读取数据会更快，减少了CPU等待的时间，提高了系统的性能。

⑤ cache的解释是什么

cache的解释是：缓存-提高数据存取速度的存储器。

缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速率很快。L1Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。

内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。

工作原理：

缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从CPU缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就从速率相对较慢的内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。

⑥ cache是什么意思

高速缓存（英语：cache，/kæʃ/KASH ）简称缓存，原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种RAM，通常它不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。

当CPU处理数据时，它会先到Cache中去寻找，如果数据因之前的操作已经读取而被暂存其中，就不需要再从随机存取存储器（Main memory）中读取数据——由于CPU的运行速度一般比主内存的读取速度快，主存储器周期（访问主存储器所需要的时间）为数个时钟周期。

因此若要访问主内存的话，就必须等待数个CPU周期从而造成浪费。

提供“缓存”的目的是为了让数据访问的速度适应CPU的处理速度，其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”，即一定程序执行时间和空间内，被访问的代码集中于一部分。

为了充分发挥缓存的作用，不仅依靠“暂存刚刚访问过的数据”，还要使用硬件实现的指令预测与数据预取技术——尽可能把将要使用的数据预先从内存中取到缓存里。

CPU的缓存曾经是用在超级计算机上的一种高级技术，不过现今电脑上使用的的AMD或Intel微处理器都在芯片内部集成了大小不等的数据缓存和指令缓存，通称为L1缓存（L1 Cache即Level 1 On-die Cache，第一级片上高速缓冲存储器）。

而比L1更大容量的L2缓存曾经被放在CPU外部（主板或者CPU接口卡上），但是现在已经成为CPU内部的标准组件；更昂贵的CPU会配备比L2缓存还要大的L3缓存（level 3 On-die Cache第三级高速缓冲存储器）。

地址镜像与变换

由于存储设备容量远大于CPU缓存的容量，因此两者之间就必须按一定的规则对应起来。地址镜像就是指按某种规则把主存块装入缓存中。

地址变换是指当按某种镜像方式把主存块装入缓存后，每次访问CPU缓存时，如何把主存的物理地址（Physical address）或虚拟地址（Virtual address）变换成CPU缓存的地址，从而访问其中的数据。

⑦ cache是什么文件夹可以删除吗

Cache就是缓存文件，可以删除。Cache这个文件夹代表缓存，主要是我们平时在使用APP时，应用需要自动缓存的一些东西，这类文件夹一般没有重要的数据。但长时间不清理会占据存储空间，有需要的朋友可以选择性的删除释放手机内存。

cache的主要作用

cache是高速缓冲存储器，，介于CPU与主存之间，它的工作速度数倍于主存，全部功能由硬件实现，并且对程序员是透明的.buffer一般是主存.还有，一般buffer对程序员是不透明的，除非是底层的地程序员，偶尔会需要知道一些buffer的详细信息(一般是嵌入式的，必须对每个地址都要自己分配)，一般情况下，只要程序自己去分配。

⑧ cache是什么文件

Cache就是指缓存 SRAM ，也叫 静态内存 ，这个内存可以 保持数据不被改变 ，除非重新写入新数据或关闭电源。

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cache知识简介

1、由于CPU的速度比内存和硬盘的速度要快得多，所以在存取数据时会使CPU等待，影响计算机的速度。SRAM的存取速度比其它内存和硬盘都要快，所以它被用作电脑的高速缓存(Cache)。

2、有了高速缓存，可以先把数据预写到其中，需要时直接从它读出，这就缩短了CPU的等待时间。高速缓存之所以能提高系统的速度是基于一种统计规律，主板上的控制系统会自动统计内存中哪些数据会被频繁的使用，就把这些数据存在高速缓存中，CPU要访问这些数据时，就会先到Cache中去找，从而提高整体的运行速度。一般说来，256K的高速缓存能使整机速度平均提高10%左右。

3、CPU内部的缓存叫内部高速缓存(Internal Cache)或一级高速缓存，主板上的缓存叫外部高速缓存(External Cache)或二级高速缓存。不过现在的Pentium II 的CPU已经将主板上的二级缓存封装在CPU的盒子中，AMD K6-3的CPU内部也集成了256K的二级Cache，对于这类CPU来说，主板上提供的已是三级缓存了。

4、主板上通常都会提供256K到1M的缓存。在CPU内部也有高速缓存，如486CPU有8K的高速缓存，Pentium有16K的高速缓存。Pentium II有32K 一级缓存，AMD K6-2中有64K的一级Cache，AMD K6-3中有64K 的一级 Cache，和256K 的二级 Cache，Cyrix MII 中有64K的Cache。

5、缓存用于存储一些临时的文件。在浏览网页的过程中，网页会自动存储在用户的硬盘上。下次再浏览相同的网站的时候，系统会自动从硬盘中调出该网页，既节省了时间也减少了网络的交换。

⑨ cache是什么

cache叫做高速缓冲存储器，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。

cache作用：

CPU的速度远高于内存，当CPU直接从内存中存取数据时要等待一定时间周期，而Cache则可以保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据，如果CPU需要再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用，这样就避免了重复存取数据，减少了CPU的等待时间，因而提高了系统的效率。

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Cache是选购PC系统的一个重要指标

PC系统的发展趋势之一是CPU主频越做越高，系统架构越做越先进，而主存DRAM的结构和存取时间改进较慢。因此，Cache技术愈显重要，在PC系统中Cache越做越大。

广大用户已把Cache做为评价和选购PC系统的一个重要指标。本在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距，或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱，以及网络通讯中，都需要使用Cache技术。

⑩ cache是CPU缓存吗

CPU缓存是为更快速的连接CPU与内存而存在的中间媒介。
CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多，但是交换速度却比内存要快得多。
高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。