# Буферный кеш и вытеснение

_Буферный кеш и WAL · PostgreSQL Knowledge Base_

**TL;DR:** Буферный кеш - разделяемая память (shared_buffers), нарезанная на буферы
по 8 КБ. Все бэкенды работают с одним кешем. Когда место кончается,
буфер выселяется по приближённому алгоритму clock-sweep (счётчик
usage_count), а не по честному LRU.


## Устройство

Буферный кеш - область разделяемой памяти размером `shared_buffers`,
нарезанная на слоты по 8 КБ (страница). PostgreSQL никогда не работает с
данными на диске напрямую: страница сначала поднимается в буфер, дальше
чтение и изменение идут в памяти. Все процессы видят один кеш - если
страницу поднял один бэкенд, остальные найдут её там же.

## Clock-sweep вместо LRU

Когда нужен новый буфер, а все заняты, кого-то выселяют. Честный LRU
дорого поддерживать под конкуренцией, поэтому используется приближённый
clock-sweep:

- у каждого буфера есть счётчик `usage_count`, растущий при обращении;
- «стрелка» ходит по буферам по кругу;
- если `usage_count > 0` - уменьшает его и идёт дальше;
- если `usage_count = 0` и буфер не «прибит» (pinned) - выселяет его.

Часто используемые страницы переживают много кругов, одноразовые быстро
вылетают. Грязный буфер перед выселением записывается на диск.

## Кто пишет грязные буферы

- **bgwriter** - заранее, фоном, чтобы бэкендам было куда селить страницы;
- **checkpointer** - все грязные буферы в контрольной точке (см. [checkpoint](/courses/postgres/kb/checkpoint.md));
- **сам бэкенд** - если нет свободных буферов; тормозит запрос, плохой
  признак.

## Заглянуть в кеш

```sql
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pg_buffercache;
SELECT count(*), count(*) FILTER (WHERE isdirty) AS dirty
FROM pg_buffercache
WHERE relfilenode = pg_relation_filenode('flights');
```

`pg_buffercache` показывает каждый буфер; `pg_buffercache_summary` (PG16)
отдаёт дешёвый агрегат без построчного скана. Состояния обращения
разбирает [buffer-states](/courses/postgres/kb/buffer-states.md), а кольцо для больших сканов - [buffer-ring](/courses/postgres/kb/buffer-ring.md).


## Команды

```sql
SELECT * FROM pg_buffercache_summary();
```
Сводка по кешу: занято, грязных, средний usage_count (PG16)

```sql
SELECT count(*) FROM pg_buffercache WHERE relfilenode = pg_relation_filenode('flights');
```
Сколько буферов занимает конкретная таблица

```sql
SHOW shared_buffers;
```
Размер буферного кеша


## См. также

- [Четыре состояния буфера](/courses/postgres/kb/buffer-states.md)
- [Буферное кольцо для seq scan](/courses/postgres/kb/buffer-ring.md)
- [Контрольные точки и восстановление](/courses/postgres/kb/checkpoint.md)