緩沖與緩存

字面含義

緩沖：緩和沖擊

緩存：臨時存儲

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區別

　　簡單來說緩沖偏重於寫，而緩存偏重於讀。
　　Buffer的核心作用是用來緩沖，緩和沖擊。比如你每秒要寫100次硬盤，對系統沖擊很大，大量時間在忙着處理開始寫和結束寫這兩件事，而開始讀寫與終止讀寫所需要的時間很長。所以用buffer暫存起來，變成每10秒寫一次硬盤，對系統的沖擊就很小了，寫入效率也高了。
　　緩存（Cache）的核心作用是加快取用的速度。比如你一個很復雜的計算做完了，下次可能還要用到這個結果，就把結果放手邊一個好拿的地方存着，不用就算了。

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緩沖

緩沖區概念
　　緩沖區（buffer）是內存空間的一部分，在內存空間中預留了一定的存儲空間，這些存儲空間用來緩沖輸入或輸出的數據，顯然緩沖區是具有一定大小的。
　　緩沖區根據其對應的是輸入設備還是輸出設備，分為輸入緩沖區和輸出緩沖區。

為什么要引入緩沖區
　　高速設備與低速設備的不匹配，會讓高速設備花時間等待低速設備，所以在這兩者之間設立一個緩沖區。

緩沖區的作用
　　1.可以解除高速設備與低速設備的不匹配，高速設備把數據直接送往緩沖區，不用再等待低速設備，提高了計算機的效率。例如：我們使用打印機打印文檔，由於打印機的打印速度相對較慢，我們先把文檔輸出到打印機的緩沖區，打印機再自行逐步打印，這時CPU就得到解放，可以處理別的事情。
　　2.可以減少數據的讀寫次數，如果每次數據只傳輸一點數據，就需要傳送很多次，很浪費時間，因為開始讀寫與終止讀寫所需要的時間很長。如果將數據送往緩沖區，待緩沖區滿后再進行傳送會大大減少讀寫次數，這樣就可以節省很多時間。例如：我們想將數據寫入到磁盤中，不是立馬將數據寫到磁盤中，而是先輸入緩沖區中，當緩沖區滿了以后，再將數據寫入到磁盤中，這樣就可以減少磁盤的讀寫次數，不然磁盤很容易壞掉。
　　簡單來說，緩沖區就是一塊內存區，它用在輸入輸出設備和CPU之間，用來存儲數據。它使得低速的輸入輸出設備和高速的CPU能夠協調工作，避免低速的輸入輸出設備占用CPU，解放出CPU，使其能夠高效率工作。

緩沖區的類型
　　緩沖區分為三種類型：全緩沖、行緩沖和不帶緩沖。
　　1、全緩沖
　　在這種情況下，當填滿標准I/O緩存后才進行實際I/O操作。全緩沖的典型代表是對磁盤文件的讀寫。
　　2、行緩沖
　　在這種情況下，當在輸入和輸出中遇到換行符時，執行真正的I/O操作。這時，我們輸入的字符先存放在緩沖區，等按下回車鍵換行時才進行實際的I/O操作。典型代表是鍵盤輸入數據。
　　3、不帶緩沖
　　也就是不進行緩沖，標准出錯情況stderr是典型代表，這使得出錯信息可以直接盡快地顯示出來。

緩沖區的刷新
　　下列情況會引發緩沖區的刷新:
　　1、緩沖區滿時
　　2、關閉文件
　　緩沖區滿或關閉文件時都會刷新緩沖區，進行真正的I/O操作。
　　緩沖區刷新，當緩沖區滿的時候，新添加來的數據會直接將之前的數據覆蓋，這樣緩沖區里的數據就發生了改變或者說刷新。

　　比如在Linux下，操作命令行就屬於常見的行緩沖模式，輸入一行命令ls，命令ls就會進入到緩沖區內，不輸入回車的話，什么也不會發生，當輸入回車就會執行真正的IO操作。

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緩存（cache）

cache是一個非常大的概念。

CPU的Cache
　　CPU的Cache，它中文名稱是高速緩沖存儲器，讀寫速度很快，幾乎與CPU一樣。由於CPU的運算速度太快，內存的數據存取速度無法跟上CPU的速度，所以在cpu與內存間設置了cache為cpu的數據快取區。當計算機執行程序時，數據與地址管理部件會預測可能要用到的數據和指令，並將這些數據和指令預先從內存中讀出送到Cache。一旦需要時，先檢查Cache，若有就從Cache中讀取，若無再訪問內存，現在的CPU還有一級cache，二級cache。簡單來說，Cache就是用來解決CPU與內存之間速度不匹配的問題，避免內存與輔助內存頻繁存取數據，這樣就提高了系統的執行效率。CPU的cache越大，級數越多，CPU的訪問速度越快。

硬盤的cache
　　磁盤也有cache,硬盤的cache作用就類似於CPU的cache，它解決了總線接口的高速需求和讀寫硬盤的矛盾以及對某些扇區的反復讀取。

瀏覽器緩存
　　瀏覽器緩存（Browser Caching）是為了節約網絡的資源加速瀏覽，瀏覽器在用戶磁盤上對最近請求過的文檔進行存儲，當訪問者再次請求這個頁面時，瀏覽器就可以從本地磁盤顯示文檔，這樣就可以加速頁面的閱覽，並且可以減少服務器的壓力。這個過程與下載非常類似，不過下載是用戶的主動過程，並且下載的數據一般是長時間保存，游覽器的緩存的數據只是短時間保存，可以人為清除。