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コンピュータサイエンスにおいて、多重バッファリングとは、データブロックを保持するために複数のバッファを使用することで、「読み取り側」が「書き込み側」によって作成された部分的に更新されたデータではなく、完全な（ただし古い可能性のある）データを参照できるようにする手法です。これはコンピュータのディスプレイ画像で非常によく使用されます。また、読み取り側と書き込み側が異なるデバイスである場合に、デュアルポートRAM（DPRAM）を使用する必要性を回避するためにも使用されます。
図のペトリネットはダブルバッファリングを示しています。遷移W1とW2はそれぞれバッファ1とバッファ2への書き込みを表し、R1とR2はそれぞれバッファ1とバッファ2からの読み出しを表します。最初は遷移W1のみが有効です。W1が実行されると、R1とW2の両方が有効になり、並列処理が可能になります。W1の処理が完了すると、R2とW1が並列処理を開始し、これを繰り返します。
W1が単独で発火する最初の過渡状態の後、このシステムは周期的になり、遷移が有効になります。遷移は常にペアで行われます（それぞれR1とW2、R2とW1）。
コンピュータグラフィックスにおいて、ダブルバッファリングとは、スタッター、ティアリング、その他のアーティファクトを軽減してグラフィックを描画するための技術である。
プログラムがピクセルを複数回変更せずに表示を描画するのは困難です。たとえば、テキストのページを更新する場合、古い文字で使用されているピクセルだけを消去するよりも、ページ全体をクリアしてから文字を描画する方がはるかに簡単です。しかし、この中間画像はユーザーにはちらつきとして認識されます。さらに、コンピューターのモニターは表示されているビデオページを常に再描画するため（従来は1秒間に約60回）、完璧な更新であっても、「新しい」画像と再描画されていない「古い」画像の間に水平の境界線が一時的に現れることがあり、これはティアリングとして知られています。
ダブルバッファリングのソフトウェア実装では、すべての描画操作の結果がシステムRAMの特定の領域に格納されます。このような領域は「バックバッファ」と呼ばれることがよくあります。すべての描画操作が完了したとみなされると、その領域全体（または変更された部分のみ）がビデオRAM（「フロントバッファ」）にコピーされます。このコピーは通常、ティアリングを防ぐためにモニターのラスタビームと同期されます。バックバッファに割り当てられるシステムメモリ、コピー操作にかかる時間、および同期待ち時間のため、ダブルバッファリングのソフトウェア実装は、シングルバッファリングよりも多くのメモリとCPU時間を必要とします。
合成ウィンドウマネージャは、ウィンドウの位置調整、拡大縮小や歪み効果による変形、一部透明化などを行う「合成」操作と「コピー」操作を組み合わせることがよくあります。そのため、「フロントバッファ」には画面に表示される合成画像のみが格納され、各ウィンドウごとに異なる「バックバッファ」には、ウィンドウ全体の非合成画像が格納されます。
ページフリップ方式では、データをコピーする代わりに、両方のバッファを同時に表示できます。常に一方のバッファがモニターにアクティブに表示され、もう一方のバッファ（バックグラウンドバッファ）が描画されます。バックグラウンドバッファの描画が完了すると、両者の役割が入れ替わります。ページフリップは通常、ビデオディスプレイコントローラ内のハードウェアレジスタ（ビデオメモリ内の表示データの先頭へのポインタの値）を変更することによって実現されます。
ページめくりはデータのコピーよりもはるかに高速で、モニターの垂直ブランキング期間（ビデオデータが描画されていない空白期間）中にページが切り替わる限り、ティアリングが発生しないことが保証されます。現在アクティブで表示されているバッファはフロントバッファと呼ばれ、背景ページはバックバッファと呼ばれます。
コンピュータグラフィックスにおいて、トリプルバッファリングはダブルバッファリングに似ていますが、パフォーマンスを向上させることができます。ダブルバッファリングでは、プログラムは完成した描画がコピーまたはスワップされるまで待機してから次の描画を開始する必要があります。この待機時間は数ミリ秒に及ぶ場合があり、その間はどちらのバッファにもアクセスできません。
トリプルバッファリングでは、プログラムは2つのバックバッファを持ち、コピーに関与していない方のバッファですぐに描画を開始できます。3番目のバッファであるフロントバッファは、グラフィックカードによって読み取られ、モニターに画像が表示されます。画像がモニターに送信されると、フロントバッファは、最新の完全な画像を保持しているバックバッファと入れ替わります（またはコピーされます）。バックバッファのいずれかが常に完了しているため、グラフィックカードはソフトウェアの完了を待つ必要がありません。結果として、ソフトウェアとグラフィックカードは完全に独立しており、それぞれ独自のペースで実行できます。最後に、表示される画像は同期を待たずに開始され、遅延は最小限に抑えられます。[ 1 ]
ソフトウェアアルゴリズムがモニターのリフレッシュイベントについてグラフィックスハードウェアをポーリングしないため、アルゴリズムはハードウェアがレンダリングできる限り速く追加のフレームを連続的に描画する可能性があります。リフレッシュ間隔よりもはるかに速く完了するフレームについては、コピーする前にバックバッファのフレームを新しいイテレーションで複数回置き換えることが可能です。つまり、フレームがバックバッファに書き込まれるものの、後続のフレームによって上書きされる前にまったく使用されないフレームが存在する可能性があります。Nvidiaはこの方法を「Fast Sync」という名前で実装しています。[ 2 ]
トリプルバッファリングと呼ばれる別の方法として、 3つのバッファからなるスワップチェーンがあります。プログラムは2つのバックバッファを描画した後、最初のバックバッファが画面に表示されるまで待機し、その後で次のバックバッファを描画します（つまり、3つのバッファからなる先入れ先出しキューです）。ほとんどのWindowsゲームは、トリプルバッファリングを有効にする際にこの方法を採用しているようです。
クアッドバッファリングとは、立体視の実装において左右の眼の画像それぞれにダブルバッファリングを使用する方式で、合計4つのバッファが使用されます（トリプルバッファリングの場合は6つのバッファになります）。バッファの交換またはコピーのコマンドは通常、左右両方のペアに同時に適用されるため、片方の眼がもう一方の眼よりも古い画像を見ることはありません。
クアッドバッファリングには、グラフィックカードドライバの特別なサポートが必要ですが、ほとんどのコンシューマー向けカードでは無効になっています。AMDのRadeon HD 6000シリーズ以降はこれをサポートしています。[ 3 ]
ダブルバッファリングという用語は、パフォーマンスを向上させるためではなく、デバイスの特定のアドレス指定要件を満たすため（特に物理アドレス拡張によってより広いアドレス指定が提供されるシステム上の 32 ビット デバイス）に、ダイレクト メモリ アクセス (DMA ) 転送のために 2 つのバッファ間でデータをコピーするために使用されます。[ 5 ] Windowsデバイス ドライバは、「ダブルバッファリング」という用語が使用される可能性が高い場所です。Linux および BSD のソース コードでは、これらを「バウンス バッファ」と呼びます。[ 6 ]
プログラマーの中には、ゼロコピー技術を用いてこのような二重バッファリングを回避しようとする者もいる。
ダブルバッファリングは、ビデオ信号のインターレース処理やデインターレース処理を容易にするための技術としても使用されます。
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