A. 緩存是什麼意思
在日常使用電腦和移悔鍵動應用時，我們常常會接觸到緩存這個概念，那麼緩存到底是什麼意思呢?其實它是計碧祥巧算機計算中的一個概念，現在我們來了解一下吧!
緩存指的是能夠進行高速數據交換的一種高速存儲器，速率比一般隨機存取存儲器快。緩存的英文名是cache，又叫做高速緩存，緩存使用的是昂貴但較快速的SRAM技術。
緩存的工作原理
緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時，首先從CPU緩存中查找，找到就立即讀取並送給CPU處理;沒有找到，就從速率相對較慢的內存中讀取並送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。
這種讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右)，也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在CPU緩存中，只有大約10%需要從內存讀取。緩存只是內存中少部分數據的復製品，所以CPU到緩存中尋找數據時，也會出現找不到的情況(因為這些數據沒有從內存復制到緩存中去)，這時CPU還是會到內存中去找數據，這樣系統的速率就慢下來了，不過CPU會把這宴散些數據復制到緩存中去，以便下一次不要再到內存中去取。
B. 什麼叫緩存
所謂的緩存，就是將程序或系統經常要調用的對象存在內存中，一遍其使用時可以快速調用，不必再去創建新的重復的實例。這樣做可以減少系統開銷，提高系統效率。
1、通過文件緩存；顧名思義文件緩存是指把數據存儲在磁碟上，不管你是以XML格式，序列化文件DAT格式還是其它文件格式；
2、內存緩存；也就是創建一個靜態內存區域，將數據存儲進去，例如我們B/S架構的將數據存儲在Application中或者存儲在一個靜態Map中。
3、本地內存緩存；就是把數據緩存在本機的內存中。
4、分布式緩存機制；可能存在跨進程，跨域訪問緩存數據
對於分布式的緩存，此時因為緩存的數據是放在緩存伺服器中的，或者說，此時應用程序需要跨進程的去訪問分布式緩存伺服器。
(2)應用緩存工作原理擴展閱讀
當我們在應用中使用跨進程的緩存機制，例如分布式緩存memcached或者微軟的AppFabric，此時數據被緩存在應用程序之外的進程中。
每次，當我們要把一些數據緩存起來的時候，緩存的API就會把數據首先序列化為位元組的形式，然後把這些位元組發送給緩存伺服器去保存。
同理，當我們在應用中要再次使用緩存的數據的時候，緩存伺服器就會將緩存的位元組發送給應用程序，而緩存的客戶端類庫接受到這些位元組之後就要進行反序列化的操作了，將之轉換為我們需要的數據對象。
C. Cache的工作原理是什麼
Cache的工作原理是基於程序訪問的局部性（通俗說就是把經常用到的數據放在一個高速的cache裡面）。
Cache存儲器：電腦中為高速緩沖存儲器，是位於CPU和主存儲器DRAM（Dynamic Random Access Memory）之間，規模較小，但速度很高的存儲器，通常由SRAM（Static Random Access Memory靜態存儲器）組成。
Cache的功能是提高CPU數據輸入輸出的速率。
Cache容量小但速度快，內存速度較低但容量大，通過優化調度演算法，系統的性能會大大改善，彷彿其存儲系統容量與內存相當而訪問速度近似Cache。
Cache通常採用相聯存儲器。
(3)應用緩存工作原理擴展閱讀
PC系統的發展趨勢之一是CPU主頻越做越高，系統架構越做越先進，而主存DRAM的結構和存取時間改進較慢。因此，Cache技術愈顯重要，在PC系統中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評價和選購PC系統的一個重要指標。
本在傳輸速度有較大差異的設備間都可以利用Cache作為匹配來調節差距，或者說是這些設備的傳輸通道。在顯示系統、硬碟和光碟機，以及網路通訊中，都需要使用Cache技術。
D. 高速緩存的工作原理是什麼
高速緩存內存標識位於主內存中的重復指令和數據，並將其復制到其內存中。CPU不再為相同的指令和數據重復訪問較慢的主內存，而是訪問更快的緩存。
緩存有時稱為CPU內存，通常運行在高性能的SRAM內存模塊上。CPU可以訪問更快的緩存內存來運行性能敏感的操作。高速緩存內存通常集成在主板下，或者在不同的晶元上，通過匯流排與CPU互連。
(4)應用緩存工作原理擴展閱讀：
在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率。
內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。採用回寫(Write Back)結構的高速緩存。
它對讀和寫*作均有可提供緩存。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存，僅對讀*作有效。在486以上的計算機中基本採用了回寫式高速緩存。
在流行的處理器中，奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩存，奔騰4為8KB，而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩存高達128KB。
E. CPU緩存的工作原理
CPU要讀取一個數據時，首先從Cache中查找，如果找到就立即讀取並送給CPU處理；如果沒有找到，就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入Cache中，可以使得以後對整塊數據的讀取都從Cache中進行，不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取Cache的命中率非常高（大多數CPU可達90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在Cache中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間，也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說，CPU讀取數據的順序是先Cache後內存。 前面是把Cache作為一個整體來考慮的，下面分類分析。Intel從Pentium開始將Cache分開，通常分為一級高速緩存L1和二級高速緩存L2。在以往的觀念中，L1 Cache是集成在CPU中的，被稱為片內Cache。在L1中還分數據Cache（D-Cache）和指令Cache（I-Cache）。它們分別用來存放數據和執行這些數據的指令，而且兩個Cache可以同時被CPU訪問，減少了爭用Cache所造成的沖突，提高了處理器效能。
在P4處理器中使用了一種先進的一級指令Cache——動態跟蹤緩存。它直接和執行單元及動態跟蹤引擎相連，通過動態跟蹤引擎可以很快地找到所執行的指令，並且將指令的順序存儲在追蹤緩存里，這樣就減少了主執行循環的解碼周期，提高了處理器的運算效率。
以前的L2 Cache沒集成在CPU中，而在主板上或與CPU集成在同一塊電路板上，因此也被稱為片外Cache。但從PⅢ開始，由於工藝的提高L2 Cache被集成在CPU內核中，以相同於主頻的速度工作，結束了L2 Cache與CPU大差距分頻的歷史，使L2 Cache與L1 Cache在性能上平等，得到更高的傳輸速度。L2Cache只存儲數據，因此不分數據Cache和指令Cache。在CPU核心不變化的情況下，增加L2 Cache的容量能使性能提升，同一核心的CPU高低端之分往往也是在L2 Cache上做手腳，可見L2 Cache的重要性。CPU的L1 Cache與L2 Cache惟一區別在於讀取順序。 CPU在Cache中找到有用的數據被稱為命中，當Cache中沒有CPU所需的數據時（這時稱為未命中），CPU才訪問內存。從理論上講，在一顆擁有2級Cache的CPU中，讀取L1 Cache的命中率為80%。也就是說CPU從L1 Cache中找到的有用數據占數據總量的80%，剩下的20%從L2 Cache讀取。在一些高端領域的CPU（像Intel的Itanium）中，我們常聽到L3 Cache，它是為讀取L2 Cache後未命中的數據設計的—種Cache。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率Cache中的內容應該按一定的演算法替換，其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出Cache，提高Cache的利用率。緩存技術的發展
總之，在傳輸速度有較大差異的設備間都可以利用Cache作為匹配來調節差距，或者說是這些設備的傳輸通道。在顯示系統、硬碟和光碟機，以及網路通訊中，都需要使用Cache技術。但Cache均由靜態RAM組成，結構復雜，成本不菲，使用現有工藝在有限的面積內不可能做得很大，不過，這也正是技術前進的源動力，有需要才有進步！ 隨著CPU製造工藝的發展，二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中，容量也在逐年提升。用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存，已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中，以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變，此時其以相同於主頻的速度工作，可以為CPU提供更高的傳輸速度。同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異，由此可見二級緩存對於CPU的重要性。
CPU產品中，一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間，二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大，而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的，容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加，要在有限的CPU面積上集成更大的緩存，對製造工藝的要求也就越高。
雙核心CPU的二級緩存比較特殊，和以前的單核心CPU相比，最重要的就是兩個內核的緩存所保存的數據要保持一致，否則就會出現錯誤，為了解決這個問題不同的CPU使用了不同的辦法。
F. Cache其具體工作原理
Cache被用作CPU針對內存的緩存，利用程序的空間局部性和時間局部性原理，達到較高的命中率，從而避免CPU每次都必須要與相對慢速的內存交互數據來提高數據的訪問速率。DMA可以作為內存與外設之間傳輸數據的方式，在這種傳輸方式之下，數據並不需要經過CPU中轉。假設DMA針對內存的目的地址與Cache緩存的對象沒有重疊區域，DMA和Cache之間將相安無事。
但是，如果DMA的目的地址與Cache所緩存的內存地址訪問有重疊，經過DMA操作，與Cache緩存對應的內存中的數據已經被修改，而CPU本身並不知道，它仍然認為Cache中的數據就是內存中的數據，那在以後訪問Cache映射的內存時，它仍然使用陳舊的Cache數據。這樣就會發生Cache與內存之間數據「不一致性」的錯誤。所謂Cache數據與內存數據的不一致性，是指在採用Cache的系統中，同樣一個數據可能既存在於Cache中，也存在於主存中，Cache與主存中的數據一樣則具有一致性，數據若不一樣則具有不一致性。需要特別注意的是，Cache與內存的一致性問題經常被初學者遺忘。在發生Cache與內存不一致性錯誤後，驅動將無法正常運行。如果沒有相關的背景知識，工程師幾乎無法定位錯誤的原因，因為這時所有的程序看起來都是完全正確的。Cache的不一致性問題並不是只發生在DMA的情況下，實際上，它還存在於Cache使能和關閉的時刻。例如，對於帶MMU功能的ARM處理器，在開啟MMU之前，需要先置Cache無效，對於TLB，也是如此。