buffer 和 cache 的区别
简单总结
- 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，最终起到加快访问速度的作用。
- 而 buffer 的主要目的进行流量整形，把突发的大数量较小规模的 I/O 整理成平稳的小数量较大规模的 I/O，以减少响应次数（比如从网上下电影，你不能下一点点数据就写一下硬盘，而是积攒一定量的数据以后一整块一起写，不然硬盘都要被你玩坏了）。
- 要问 Cache 和 Buffer 的区别，首先要问另一个问题：为何会存在 Cache 和 Buffer？
为了提速。
细看 cache
从功能上看，PC 挺简单的，就是“输入输出”设备：参数输入进设备（比如鼠标点击），经过计算（CPU），把结果输出到目标设备（比如打印机、显示器、网络）。
我们当然希望 PC 的速度越快越好，如果说有什么因素在拖慢 PC 的速度，那也就是在 2 个过程上起作用：“计算”以及“输入/输出”(cpu 比内存快得多）。
在“计算”上，我们都知道 I5 肯定比 I3 快，I9 肯定比 I5 快，这种速度差拼的是纯硬件性能，为了提速，除了花钱购买高端硬件，别无他法。另一方面，在“输入/输出”（也就是 I/O）的过程中拖慢 PC 的因素，却可以不用花钱就可以解决。这些因素包括 I/O 过程本身的延迟，以及高速设备与低速设备交互时的等待延迟。Cache 和 Buffer 就是从这 2 个方向上以软件的方法，以不花钱的方法给 PC 提速。
例子
假设某地发生了自然灾害（比如地震），居民缺衣少食，于是派救火车去给若干个居民点送水。救火车到达第一个居民点，开闸放水，老百姓就拿着盆盆罐罐来接水。
假如说救火车在一个居民点停留 100 分钟放完了水，然后重新储水花半个小时，再开往下一个居民点。这样一个白天来来来回回的，也就是 4-5 个居民点。
但我们想想，救火车是何等存在，如果把水龙头完全打开，其强大的水压能轻易冲上 10 层楼以上， 10 分钟就可以把水全部放完。但因为居民是拿盆罐接水，100%打开水龙头那就是给人洗澡了，所以只能打开一小部分（比如 10%的流量）。但这样就降低了放水的效率（只有原来的 10%了），10 分钟变 100 分钟。
那么，我们是否能改进这个放水的过程，让救火车以最高效率放完水、尽快赶往下一个居民点呢？
方法就是：在居民点建蓄水池。救火车把水放到蓄水池里，因为是以 100%的效率放水，10 分钟结束然后走人。居民再从蓄水池里一点一点的接水。
我们分析一下这个例子，就可以知道 Cache 的含义了。救火车要给居民送水，居民要从救火车接水，就是说居民和救火车之间有交互，有联系。但救火车是“高速设备”，居民是“低速设备”，低速的居民跟不上高速的救火车，所以救火车被迫降低了放水速度以适应居民。为了避免这种情况，在救火车和居民之间多了一层“蓄水池（也就是 Cache）”，它一方面以 100%的高效和救火车打交道，另一方面以 10%的低效和居民打交道，这就解放了救火车，让其以最高的效率运行，而不被低速的居民拖后腿，于是救火车只需要在一个居民点停留 10 分钟就可以了。所以说，蓄水池是“活雷锋”，把高效留给别人，把低效留给自己。把 10 分钟留给救火车，把 100 分钟留给自己。
从以上例子可以看出，所谓 Cache，就是“为了弥补高速设备与低速设备之间交互时的等待延迟”而设立的一个中间层。因为在现实里经常出现高速设备要和低速设备打交道，结果被低速设备拖后腿的情况。
参考
- 原文作者：战神西红柿
- 原文链接：https://tomatoares.github.io/posts/others/cache-buffer-%E5%8C%BA%E5%88%AB/
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