风行者Cache（一）之初入江湖
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风，看不见摸不着，却拥有着巨大的力量。对于江湖上时常出现的不明身份的武功高手，我们通常称之为风行者
Cache就是其中之一，现代计算机的处理速度能达到如此之高，Cache是功不可没的。但是这么一个重要的部件，对于普通人，甚至是程序员而言，是根本感受不到它的存在的。
高速缓存在计算机体系结构中的地位宛若风一般，程序员无法感受到它的存在，但是它却为系统新歌能的提升做出了巨大的贡献。
为什么需要Cache
最早的计算机中并不存在Cache结构，因为当时CPU和内存的速度都不是十分快，但是随着摩尔定律的不断应验，CPU一直处于高度发展当中，反过来，内存却进步很小。它们之间的速度差距越来越大，意味着，CPU处理各种计算的时候，等待IO将数据从内存取回来的时间将显得十分明显，如图1所示，很明显，内存大大拖累了处理器的处理速度，业界常称这种速度差距为剪刀差。
图1 CPU与内存的速度随时间的差异图
为了弥补处理器和内存之间的这些差距，Cache就诞生了，Cache又叫高速缓存，顾名思义它会将内存中一些常用的数据存起来，当处理器后续访问这些数据时就可以直接返回结果，而不需要再劳神费力地去访问内存了。有人可能会说，既然Cache的速度如此之快，那为什么还需要内存呢，将缓存做的大不就可以了吗？理论上确实如此，但是Cache的成本实在太高，如果完全得将Cache做的像内存那样大，恐怕计算机会十分贵。这一点参考前些年固态硬盘和机械硬盘的价格就可以理解了，固态硬盘虽然比机械硬盘快很多，但是固态硬盘又贵又小，满足不了日常需求，计算机的价格却因此大大提升。关于Cache和内存为什么会有速度差距，请参看另一篇文章，DRAM&SRAM之争。
Cache的三种结构
直接映射
全相连
组相连
替换法则
时间空间局部性原理
举个循环的例子
举个数组的例子
替换法则
