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本文将详细解析Linux系统中的缓存（cache）和缓冲区（buffer），特别是指代Linux内存管理中的关键概念。我们知晓，在Linux系统中频繁存取文件或大文件时，物理内存很容易被耗尽，特别是当程序结束后，内存并不能正常释放，而是一直占据着作为缓存的内存，这常常导致系统出现OOM（Out Of Memory）的情况。
要理解并解决这一问题，关键在于理解缓存和缓冲区的定义、何时何地被消耗以及如何控制。本文将从内核源码分析入手，深入探讨其实现机制，并从实际应用角度出发，提出编程建议。
通过使用如free或cat /proc/meminfo等命令，我们可以查看到系统的buffer和cache情况。其中，free命令用于查看系统的空闲及已用内存情况，而cat /proc/meminfo则提供了关于系统内存使用的详细信息。
对于内核中以页框为单位的管理机制，我们需知道buffer主要针对块设备数据的缓存，而cache则是对文件数据的缓存。具体到实现上，buffer是遍历所有块设备，将使用的页框数相加得到，而cache则是通过address_space对象进行管理，是普通文件的占用的page cache。
在实际操作中，我们可以使用cp、dd等命令来操作文件和块设备，并观察内存的变化。例如，使用cp命令拷贝文件时，我们可以观察到MemFree的变化；而使用dd命令对块设备进行写操作时，我们可以看到Buffers的变化。这些操作可以帮助我们更好地理解buffer cache和page cache的消耗情况。
为了更有效地控制page cache，我们可以使用posix_fadvise接口。虽然该接口的有效性曾被质疑，但通过查看mm/fadvise.c内核代码，我们可以了解到其实现机制。在使用该接口时，结合fdatasync或fsync等系统调用，可以更有效地清除page cache。
vmtouch是一个可移植的文件系统缓存诊断和控制工具，它提供了查看文件内存占用、将文件调入或清除出内存等操作。通过vmtouch工具的使用，我们可以更灵活地管理和控制page cache。
对于块设备的buffer管理，我们可以使用KFLUF的IOCTL命令来清除块设备上的所有buffer。这一操作能确保在意外断电时数据不会丢失，同时也能及时回收并释放buffer占用的内存。
关于/proc虚拟文件系统的使用，我们可以通过读写/proc/sys/vm/drop_caches文件来调整kernel的行为。这一操作需谨慎进行，因为全局清除内存可能会导致进程等待页面锁超时等问题。需要根据系统状况进行适当的调节以寻找最佳解决方案。
要深入理解Linux的Cache和Buffer机制，需要掌握VFS、内存管理、块设备驱动、页高速缓存、文件访问以及页框回写等核心知识。这需要我们制定计划并在后续工作中不断学习和消化。