Persisted Buffer Pool（PBP）特性能够帮助您在集群异常退出或者重新启动时，仍然可以使用集群退出前的Shared Buffer Pool。
前提条件
支持的PolarDB PostgreSQL版的版本如下：
PostgreSQL 14（内核小版本14.5.2.0及以上）
PostgreSQL 11（内核小版本1.1.1及以上）
您可通过如下语句查看PolarDB PostgreSQL版的内核小版本的版本号：
PostgreSQL 14
select version();PostgreSQL 11
show polar_version;
背景信息
PolarDB PostgreSQL版的内存可以分为Shared Buffer Pool、Dynamic Shared Memory Areas以及进程私有内存三部分：
Shared Buffer Pool：集群启动时采用预分配的方式建立的一大段共享内存，通过确定offset来对各个功能模块划分使用区间。
Dynamic Shared Memory Areas：进程间动态共享内存区。PostgreSQL为实现进程间并行计算设计的共享内存区，可以动态扩展。
Process Global Area：进程工作使用的内存区。包含以下两部分。
Memory Context。
逻辑直接控制的内存。
内存划分如图所示：
其中，Shared Buffer Pools在PolarDB PostgreSQL版中使用的内存最多，且对性能有直接影响。原PostgreSQL在集群重启或者意外退出时，都会对Shared Buffer Pools进行清理和重新初始化。在集群重启进入到故障恢复状态时，会根据WAL日志进行数据页面的修改，需要重新加载数据甚至修改数据，影响集群可用时间。其次，Shared Buffer Pools的重新初始化将会导致重新加载数据业务需要的数据，会带来严重的性能抖动。
为了解决以上问题，PolarDB PostgreSQL版增加了Persisted Buffer Pool（PBP）的特性，能够在集群异常退出或者重新启动时，仍然可以使用集群退出前的Shared Buffer Pool。优势如下：
减少故障恢复时间，提升系统可用性。
集群退出前后，性能没有明显抖动。
原理介绍
PolarDB PostgreSQL版将Shared Buffer Pool的部分内存变为Pod级生命周期的Persisted Buffer Pool。根据对性能的影响性，PolarDB PostgreSQL版主要将Buffer Pool和Buffer Descriptor两部分放入了PBP中，其他依旧是Instance级生命周期的内存。
Pod级生命周期：PolarDB PostgreSQL版是部署在K8s上的，Pod级生命周期的共享内存不会随着集群的退出而销毁。
Instance级生命周期：在集群退出或者异常退出重启后进行清理的集群级共享内存。
内存划分如图所示：
影响PBP可用性的指标
集群退出前的PBP不是所有场景都适用。在集群启动时，如果出现以下情况，则无法使用PBP。
集群的规格改变，需要使用不同大小的Buffer Pool。
当前PBP并非此集群所建立。
当前PBP中的控制信息失效。
除了PBP的整体可用性需要检查外，每个PBP的页都需要做可用性检测。如果出现以下情况，则无法使用当前页。
当前页存在未提交的事务。
当前页的Descriptor信息无效。
当前页存在无效的LSN。
当前页的属性为错误或者无效。
影响PBP可用性的指标如图所示：
PBP的效果
Persisted Buffer Pool在数据库重启后，依然能够使用集群退出前的Buffer Pool。因此，无论在恢复场景还是业务场景，都能够快速使用缓存数据，提升性能。如图所示：
恢复性能对比。
模拟异常退出时的场景，回放日志总大小为2093 MB情况如下：
参数
日志回放耗时
故障恢复耗时
未使用PBP
598s
746s
使用PBP
68s
294s
耗时对比如图所示：
性能前后对比。
并不是Buffer Pool中所有的页都是可以复用的。例如：在重启前，某进程对页上X锁，随后系统宕机了，该X锁就没有进程来释放了。因此，在宕机和重启之后需要把Buffer Pool的所有页遍历一遍，剔除掉不能被复用的页。另外，Buffer Pool的回收依赖于K8s。使用该优化之后，可以使重启前后的性能更加平稳。重启前后性能对比如图所示：
使用指南
打开如下参数即可使用。
polar_enable_persisted_buffer_pool = ON参数的启用或者关闭需要重启集群。
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