Page cache和buffer cache一直以來是兩個比較容易混淆的概念，在網上也有很多人在爭辯和猜想這兩個cache到底有什麼區別，討論到最後也一直沒有一個統一和正確的結論，在我工作的這一段時間，page cache和buffer cache的概念曾經困擾過我，但是仔細分析一下，這兩個概念實際上非常的清晰。如果能夠了解到這兩個cache的本質，那麼我們在分析io問題的時候可能會更加得心應手。
Page cache實際上是針對檔案系統的，是檔案的快取，在檔案層面上的資料會快取到page cache。檔案的邏輯層需要對映到實際的物理磁碟，這種對映關係由檔案系統來完成。當page cache的資料需要重新整理時，page cache中的資料交給buffer cache，但是這種處理在2.6版本的核心之後就變的很簡單了，沒有真正意義上的cache操作。
Buffer cache是針對磁碟塊的快取，也就是在沒有檔案系統的情況下，直接對磁碟進行操作的資料會快取到buffer cache中，例如，檔案系統的元資料都會快取到buffer cache中。
簡單說來，page cache用來快取檔案資料，buffer cache用來快取磁碟資料。在有檔案系統的情況下，對檔案操作，那麼資料會快取到page cache，如果直接採用dd等工具對磁碟進行讀寫，那麼資料會快取到buffer cache。
補充一點，在檔案系統層每個裝置都會分配一個def_blk_ops的檔案操作方法，這是裝置的操作方法，在每個裝置的inode下面會存在一個radix tree，這個radix tree下面將會放置快取資料的page頁。這個page的數量將會在top程式的buffer一欄中顯示。如果裝置做了檔案系統，那麼會生成一個inode，這個inode會分配ext3_ops之類的.操作方法，這些方法是檔案系統的方法，在這個inode下面同樣存在一個radix tree，這裡會快取檔案的page頁，快取頁的數量在top程式的cache一欄進行統計。從上面的分析可以看出，2.6核心中的buffer cache和page cache在處理上是保持一致的，但是存在概念上的差別，page cache針對檔案的cache，buffer是針對磁碟塊資料的cache，僅此而已。
buffer 與cache 的區別
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.
更詳細的解釋參考：Difference Between Buffer and Cache
對於共享記憶體（Shared memory），主要用於在UNIX 環境下不同程序之間共享資料，是程序間通訊的一種方法，一般的應用程式不會申請使用共享記憶體，筆者也沒有去驗證共享記憶體對上面等式的影響。如果你有興趣，請參考：What is Shared Memory？
cache 和 buffer的區別：
Cache：快取記憶體，是位於CPU與主記憶體間的一種容量較小但速度很高的儲存器。由於CPU的速度遠高於主記憶體，CPU直接從記憶體中存取資料要等待一定時間週期，Cache中儲存著CPU剛用過或迴圈使用的一部分資料，當CPU再次使用該部分資料時可從Cache中直接呼叫，這樣就減少了CPU的等待時間，提高了系統的效率。Cache又分為一級Cache（L1 Cache）和二級Cache（L2 Cache），L1 Cache整合在CPU內部，L2 Cache早期一般是焊在主機板上，現在也都整合在CPU內部，常見的容量有256KB或512KB L2 Cache.
Buffer：緩衝區，一個用於儲存速度不同步的裝置或優先順序不同的裝置之間傳輸資料的區域。通過緩衝區，可以使程序之間的相互等待變少，從而使從速度慢的裝置讀入資料時，速度快的裝置的操作程序不發生間斷。
Free中的buffer和cache：（它們都是佔用記憶體）：
buffer ：作為buffer cache的記憶體，是塊裝置的讀寫緩衝區
cache：作為page cache的記憶體， 檔案系統的cache
如果 cache 的值很大，說明cache住的檔案數很多。如果頻繁訪問到的檔案都能被cache住，那麼磁碟的讀IO 必會非常小。
