聊聊postgresql的double buffering 问题

最近有朋友和我们交流PostgreSQL运维的问题，其中交流提纲里提到了关于Double Buffering的问题。对于以往习惯于使用Oracle数据库的人来说，不会体会到Double Buffering这个词的含义。很多Oracle DBA也认为Oracle天生就不需要考虑Double Buffering的问题的，只有PG/MYSQL这样的开源数据库才需要关心。事实上，Oracle也就是最近这十几年才彻底的解决了Double Buffering问题，采用完全绕过文件缓冲区的方法的，在我早期使用的Oracle版本中，如何利用文件缓冲提升大数据量的访问性能还是Oracle DBA能够用来挣钱的独门绝技，我也曾利用这个技能帮助用户做过一些优化项目。既然今天要讨论Double Buffering，那么我们就先用PG的一个IO分层结构图来理解一下PG的这个问题吧。

我们看到最上面的shared buffer是PG的主BUFFER，PG数据库使用bufferd io和OS的文件系统进行交互，因此PG数据库的读写都需要使用OS CACHE作为缓冲，读取的数据可以通过OS CACHE来进行加速，写入的数据先写入OS CACHE中，然后再通过fsync()来强制刷盘。在PG数据库里，我们要访问一个数据块可能会经过两个CACHE，一个是PG自己的SHARED BUFFERS，一个是OS的CACHE，这就是Double Buffering的含义。

Double Buffering有什么缺点呢？首先是增加了一个数据块访问的路径，数据块要先读入OS CACHE，然后才能到达SHARED BUFFERS，而这个PAGE在Shared Buffers中被多次使用，期间不再需要再次从文件中读取，因此OS CACHE中的缓冲的效率其实并不高，甚至可能会产生负面的作用。对于PAGE的写入也是如此，你不知道PAGE是写入文件