安全氣囊給我來(lái)了個(gè)緩存

見字如面，小伙伴們大家好呀，我是小牛肉~ 寫這篇文章的起因主要是最近復(fù)習(xí)計(jì)網(wǎng)滑動(dòng)窗口中看到的一句話 “窗口的本質(zhì)是內(nèi)核緩沖區(qū)”，之前一直沒有仔細(xì)去理解，以為就是緩存，很多博客寫得也是緩存......，But 緩沖和緩存在概念上其實(shí)是有區(qū)別的。本篇文章就先來(lái)解釋下這倆概念上的區(qū)別，為后續(xù)內(nèi)核緩沖區(qū)鋪下墊

緩沖和緩存英文單詞完全不一樣，因?yàn)榉g問題，很容易被混淆。。。。。

可以說(shuō)安全氣囊給你來(lái)了個(gè)緩沖，能說(shuō)安全氣囊給你來(lái)了個(gè)緩存嗎？

滑稽

緩存（cache）：是為了彌補(bǔ)高速設(shè)備和低速設(shè)備的鴻溝而引入的中間層，主要目的就是基于時(shí)間局部性原理，將常用的數(shù)據(jù)放到訪問速度更快的緩存中，從而最終起到加快訪問/讀取速度的作用。

緩沖（buffer）：主要目的進(jìn)行流量規(guī)整，把很多個(gè)規(guī)模較小的 IO 整理成少數(shù)個(gè)較大規(guī)模的 IO，以減少響應(yīng)次數(shù)（比如從網(wǎng)上下電影，不是下一點(diǎn)數(shù)據(jù)就寫一下磁盤，而是積攢一定量的數(shù)據(jù)以后一整塊一起寫）。

具體來(lái)說(shuō)，緩沖是為了解決生產(chǎn)者和消費(fèi)者速度不均勻的問題，而在生產(chǎn)和消費(fèi)者之間設(shè)立的一個(gè)緩和區(qū)、平衡區(qū)。

比如你網(wǎng)上沖浪在線看視頻，一開始我們往往能看到下面這個(gè)界面：

其實(shí)就是視頻控件先預(yù)加載幾秒的視頻資源到緩沖區(qū)中，看視頻的你是資源消費(fèi)者，你消費(fèi)視頻的速率肯定是穩(wěn)定的，但是視頻加載的速率由于網(wǎng)絡(luò)（生產(chǎn)者）的波動(dòng)可能時(shí)快時(shí)慢。

如果剛開始先預(yù)加載幾秒資源緩沖區(qū)，就算有一兩秒網(wǎng)絡(luò)擁塞了，視頻可以從緩沖區(qū)中取資源，還能順暢播放一會(huì)，如果網(wǎng)速給力，等不到緩沖區(qū)中的資源被消費(fèi)完，就會(huì)有更多的資源被下載進(jìn)緩沖區(qū)中，資源在緩沖區(qū)中就會(huì)越積越多。

當(dāng)然，如果緩沖區(qū)滿了，就會(huì)暫時(shí)停止加載，等你消費(fèi)的緩沖區(qū)空出一部分了，再繼續(xù)開始加載。

這樣雖然視頻的下載速度是波動(dòng)的，但對(duì)你是透明的，你看到的視頻是從緩沖區(qū)中穩(wěn)定地等速率拿的。

再舉個(gè)例子，從網(wǎng)上下載大文件到磁盤上的的時(shí)候，block（塊）是操作系統(tǒng)中最小的邏輯存儲(chǔ)單位，操作系統(tǒng)與磁盤打交道的最小單位就是磁盤塊，就比如一個(gè) block 是 4KB 吧

下載文件的時(shí)候肯定是一連串的字符，所以這時(shí)，你要把數(shù)據(jù)寫到磁盤上，就要先準(zhǔn)備好足夠填充一個(gè) block 的數(shù)據(jù)（4KB），然后寫入一個(gè) block，再準(zhǔn)備 4KB 的數(shù)據(jù).....，而不是每次準(zhǔn)備好了一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，就馬上寫到磁盤里，這樣對(duì)于磁盤的寫操作實(shí)在是太頻繁了。

這時(shí)候，下載文件的你是生產(chǎn)者，磁盤是消費(fèi)者，磁盤以每次?4KB?的穩(wěn)定速率進(jìn)行消費(fèi)數(shù)據(jù)，而你生產(chǎn)數(shù)據(jù)是一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)地生產(chǎn)，這時(shí)就需要一個(gè)緩沖區(qū)，暫時(shí)存放那些還沒攢夠?4KB?的數(shù)據(jù)。

所以說(shuō)，當(dāng)斷網(wǎng)或者斷電的時(shí)候，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)是會(huì)丟失的

上張圖看下有無(wú) buffer 的對(duì)比圖:

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Cache 是把最常用的東西放在最容易拿到的地方，這樣你可以少走一點(diǎn)路；而 Buffer 就跟個(gè)垃圾桶一樣（有點(diǎn)不恰當(dāng)了哈），你平時(shí)的垃圾先扔在垃圾桶里，等垃圾桶滿了再扔垃圾，這樣減少你扔垃圾的次數(shù)。

Tip：學(xué)虛擬地址到物理地址轉(zhuǎn)換的時(shí)候，我們一定知道 TLB（轉(zhuǎn)換檢測(cè)緩沖區(qū)，Translation Lookaside Buffer），TLB 中存放的就是那些會(huì)被反復(fù)讀取的頁(yè)表項(xiàng)。所以，這里名字起得有些偏頗，TLB 起到的其實(shí)是 Cache 的作用。