安全气囊给我来了个缓存

见字如面，小伙伴们大家好呀，我是小牛肉~ 写这篇文章的起因主要是最近复习计网滑动窗口中看到的一句话 “窗口的本质是内核缓冲区”，之前一直没有仔细去理解，以为就是缓存，很多博客写得也是缓存......，But 缓冲和缓存在概念上其实是有区别的。本篇文章就先来解释下这俩概念上的区别，为后续内核缓冲区铺下垫

缓冲和缓存英文单词完全不一样，因为翻译问题，很容易被混淆。。。。。

可以说安全气囊给你来了个缓冲，能说安全气囊给你来了个缓存吗？

滑稽

缓存（cache）：是为了弥补高速设备和低速设备的鸿沟而引入的中间层，主要目的就是基于时间局部性原理，将常用的数据放到访问速度更快的缓存中，从而最终起到加快访问/读取速度的作用。

缓冲（buffer）：主要目的进行流量规整，把很多个规模较小的 IO 整理成少数个较大规模的 IO，以减少响应次数（比如从网上下电影，不是下一点数据就写一下磁盘，而是积攒一定量的数据以后一整块一起写）。

具体来说，缓冲是为了解决生产者和消费者速度不均匀的问题，而在生产和消费者之间设立的一个缓和区、平衡区。

比如你网上冲浪在线看视频，一开始我们往往能看到下面这个界面：

其实就是视频控件先预加载几秒的视频资源到缓冲区中，看视频的你是资源消费者，你消费视频的速率肯定是稳定的，但是视频加载的速率由于网络（生产者）的波动可能时快时慢。

如果刚开始先预加载几秒资源缓冲区，就算有一两秒网络拥塞了，视频可以从缓冲区中取资源，还能顺畅播放一会，如果网速给力，等不到缓冲区中的资源被消费完，就会有更多的资源被下载进缓冲区中，资源在缓冲区中就会越积越多。

当然，如果缓冲区满了，就会暂时停止加载，等你消费的缓冲区空出一部分了，再继续开始加载。

这样虽然视频的下载速度是波动的，但对你是透明的，你看到的视频是从缓冲区中稳定地等速率拿的。

再举个例子，从网上下载大文件到磁盘上的的时候，block（块）是操作系统中最小的逻辑存储单位，操作系统与磁盘打交道的最小单位就是磁盘块，就比如一个 block 是 4KB 吧

下载文件的时候肯定是一连串的字符，所以这时，你要把数据写到磁盘上，就要先准备好足够填充一个 block 的数据（4KB），然后写入一个 block，再准备 4KB 的数据.....，而不是每次准备好了一个字节的数据，就马上写到磁盘里，这样对于磁盘的写操作实在是太频繁了。

这时候，下载文件的你是生产者，磁盘是消费者，磁盘以每次 4KB 的稳定速率进行消费数据，而你生产数据是一个字节一个字节地生产，这时就需要一个缓冲区，暂时存放那些还没攒够 4KB 的数据。

所以说，当断网或者断电的时候，缓冲区中的数据是会丢失的

上张图看下有无 buffer 的对比图:

简单来说，Cache 是把最常用的东西放在最容易拿到的地方，这样你可以少走一点路；而 Buffer 就跟个垃圾桶一样（有点不恰当了哈），你平时的垃圾先扔在垃圾桶里，等垃圾桶满了再扔垃圾，这样减少你扔垃圾的次数。

Tip：学虚拟地址到物理地址转换的时候，我们一定知道 TLB（转换检测缓冲区，Translation Lookaside Buffer），TLB 中存放的就是那些会被反复读取的页表项。所以，这里名字起得有些偏颇，TLB 起到的其实是 Cache 的作用。