摘自于https://www.zhihu.com/question/26190832/answer/146259979，根据自身了解重新做了整理

虽然都是抽象单词，但在各个地方都有具象的应用。

Buffer常见的是这个：

就是铁道端头那个巨大的弹簧一类的东西。作用是万一车没停住，撞弹簧上减速慢，危险小一些。叫缓冲。

Cache常见的是这个：
（来源：

没错，就是一种保管箱。看到右边那个被锈掉的Food Cache没？这是部署在森林里的存应急物资的保管箱。功能是把你需要用的东西放在更容易拿到的地方。虽然常用准确翻译叫缓存，但个人以为意思表达的不对，丢了一半的功能。台湾的翻译更好，叫快取。

简单说，Buffer的核心作用是用来缓冲，缓和冲击。比如你每秒要写100次硬盘，对系统冲击很大，浪费了大量时间在忙着处理开始写和结束写这两件事嘛。用个buffer暂存起来，变成每10秒写一次硬盘，对系统的冲击就很小，写入效率高了，日子过得爽了。极大缓和了冲击。

Cache的核心作用是加快取用的速度。比如你一个很复杂的计算做完了，下次还要用结果，就把结果放手边一个好拿的地方存着，下次不用再算了。加快了数据取用的速度。

所以，如果你注意关心过存储系统的话，你会发现硬盘的读写缓冲/缓存名称是不一样的，叫write-buffer和read-cache。很明显地说出了两者的区别。

当然很多时候宏观上说两者可能是混用的。比如实际上memcached很多人就是拿来读写都用的。不少时候Non-SQL数据库也是。严格来说，CPU里的L2和L3 Cache也都是读写兼用——因为你没法简单地定义CPU用它们的方法是读还是写。硬盘里也是个典型例子，buffer和cache都在一块空间上，到底是buffer还是cache？不过仔细想一下，你说拿cache做buffer用行不行？当然行，只要能控制cache淘汰逻辑就没有任何问题。那么拿buffer做cache用呢？貌似在很特殊的情况下，能确定访问顺序的时候，也是可以的。简单想一下就明白——buffer根据定义，需要随机存储吗？一般是不需要的。但cache一定要。所以大多数时候用cache代替buffer可以，反之就比较局限。这也是技术上说cache和buffer的关键区别。

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补充1：不要误解Buffer就是用来写的，Cache就是用来读的。读可以用Buffer吗？当然可以，比如你想一批一批地处理读取而非有啥处理啥的时候，就可以用读buffer。写当然也可以用cache，比如你的写入有很高的随机性的时候。具体什么场景用Buffer什么场景用Cache要根据场景的具体需要决定。

补充2：不要误解Cache或Buffer就一定是内存或者存在什么高速媒介上的东西。只要相对高速即可。我完全可以在硬盘上存Cache，比如有些游戏会在运行时建立预编译的shader（暴露年龄），这本质上就是一种cache，它存在速度缓慢的硬盘上，因为读硬盘依旧比重新编译要快。Buffer也同理，例如NTFS文件系统自己就有Logging Buffer，这个甚至明确拒绝放在任何易失缓存里。

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）

buffer：缓冲

将数据缓冲下来，解决速度慢和快的交接问题；速度快的需要通过缓冲区将数据一点一点传给速度慢的区域。例如：从内存中将数据往硬盘中写入，并不是直接写入，而是缓冲到一定大小之后刷入硬盘中。

A buffer is something that has yet to be "written" to disk.

cache：缓存

实现数据的重复使用，速度慢的设备需要通过缓存将经常要用到的数据缓存起来，缓存下来的数据可以提供高速的传输速度给速度快的设备。例如：将硬盘中的数据读取出来放在内存的缓存区中，这样以后再次访问同一个资源，速度会快很多。

A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

总结：

buffer是用于存放将要输出到disk（块设备）的数据，而cache是存放从disk上读出的数据。二者都是为提高IO性能而设计的。

下面再举例说明：

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“为了弥补高速设备和低速设备之间的矛盾”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。

      以PC为例。CPU速度很快，但CPU执行的指令是从内存取出的，计算的结果也要写回内存，但内存的响应速度跟不上CPU。
CPU跟内存说：你把某某地址的指令发给我。内存听到了，但因为速度慢，迟迟不见指令返回，这段时间，CPU只能无所事事的等待了。这样一来，再快的CPU也发挥不了效率。      怎么办呢？在CPU和内存之间加一块“蓄水池”，也就是Cache（片上缓存），这个Cache速度比内存快，从Cache取指令不需要等待。
      当CPU要读内存的指令的时候先读Cache再读内存，但一开始Cache是空着的，只能从内存取，这时候的确是很慢，CPU需要等待。但从内存取回的不仅仅是CPU所需要的指令，还有其它的、当前不需要的指令，然后把这些指令存在Cache里备用。
CPU再取指令的时候还是先读Cache，看看里面有没有所需指令，如果碰巧有就直接从Cache取，不用等待即可返回（命中），这就解放了CPU，提高了效率。（当然不会是100%命中，因为Cache的容量比内存小）

       那么buffer呢？请允许我再次举起栗子。
       比如说吐鲁番的葡萄熟了，要用大卡车装葡萄运出去卖。果园的姑娘采摘葡萄，当然不是前手把葡萄摘下来,后手就放到卡车上，而是需要一个中间过程“箩筐”：摘葡萄→放到箩筐里→把箩筐里的葡萄倒入卡车。也就是说，虽然最终目的是“把葡萄倒入卡车”，但中间必须要经过“箩筐”的转手，这里的箩筐就是Buffer。是“暂时存放物品的空间”。
       注意2个关键词：暂时，空间
       再换句话说，为了完成最终目标：把葡萄放入卡车的空间，需要暂时把葡萄放入箩筐的空间。

       以BT为例，BT下载需要长时间的挂机，电脑就有可能24小时连轴转，但BT下载的数据是碎片化的，体现在硬盘写入上也是碎片化的，因为硬盘是机械寻址器件，这种碎片化的写入会造成硬盘长时间高负荷的机械运动，造成硬盘过早老化损坏，当年有大量的硬盘因为BT下载而损坏。
       于是新出的BT软件在内存里开辟了Buffer，数据暂时写入Buffer，攒到一定的大小（比如512M）再一次性写入硬盘，这种“化零为整”的写入方式大大降低了硬盘的负荷。
       这就是：为了完成最终目标：把数据写入硬盘空间，需要暂时写入Buffer的空间。

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Cache 和 Buffer 主要区别

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