Буфферный кеш в PostgreSQL

Очередная серия статей от ребят из postgres. На этот раз о механизме журналирования, он же write-ahead log, он же WAL. Статьи не из лёгких и требуют серьезного погружения.

В первой статье автор рассказывает о такой важной штуке, как буферный кеш. Буферный кеш представляет собой массив буферов, каждый буфер – это место под одну страницу данных. Чтобы работать с данными, процессы читают страницы в кеш, тем самым далее экономя на обращениях к диску. Для поиска страниц в кеше используются хеш-таблицы, но, конечно, со своими нюансиками.

Когда кеш переполняется, что-то нужно вытеснить. Для этого используется алгоритм clock-sweep, который по кругу перебирает все буферы, уменьшает счётчики обращений, учитывает ещё разную хитрую магию и решает кого бы вытеснить.

Чтобы потрогать кеш руками, есть расширение pg_buffercache. С помощью специального запроса можно посмотреть количество страниц, счётчик обращений ним, привязку к процессу. Также можно узнать, какая часть каких таблиц закеширована и насколько активно используются эти данные.

Размер кеша – это, что рекомендуют менять сразу после развёртывания базы. По умолчанию он равен 128 Мб. Нет конкретного значения, которое стоит выбрать для кеша, всё зависит от задачи и лучше выяснять на практике. Автор рекомендует взять для начала 1/4 оперативной памяти. Также стоит учитывать, что postgres использует обычные вызовы операционной системы, поэтому происходит двойное кеширование – кеш СУБД и кеш ОС.

Горячий вопрос: прогрев кеша. В postgres для этого есть расширение pg_prewarm. С помощью него можно сразу прочитать в кеш данные определённых таблиц. Также можно сохранять состояние кеша и восстанавливать после перезагрузки сервера.

Далее в серии: статья о том как устроен журнал предзаписи и как используется для восстановления после сбоев, зачем нужны и как настраиваются контрольные точки, уровни журнала и их назначение, а также о производительности журналирования.

#skills #database