Persisted Buffer Pool（PBP）特性能夠幫助您在集群異常退出或者重新啟動時，仍然可以使用集群退出前的Shared Buffer Pool。
前提條件
支持的PolarDB PostgreSQL版的版本如下：
PostgreSQL 14（內核小版本14.5.2.0及以上）
PostgreSQL 11（內核小版本1.1.1及以上）
您可通過如下語句查看PolarDB PostgreSQL版的內核小版本的版本號：
PostgreSQL 14
select version();PostgreSQL 11
show polar_version;
背景信息
PolarDB PostgreSQL版的內存可以分為Shared Buffer Pool、Dynamic Shared Memory Areas以及進程私有內存三部分：
Shared Buffer Pool：集群啟動時采用預分配的方式建立的一大段共享內存，通過確定offset來對各個功能模塊劃分使用區間。
Dynamic Shared Memory Areas：進程間動態共享內存區。PostgreSQL為實現進程間并行計算設計的共享內存區，可以動態擴展。
Process Global Area：進程工作使用的內存區。包含以下兩部分。
Memory Context。
邏輯直接控制的內存。
內存劃分如圖所示：
其中，Shared Buffer Pools在PolarDB PostgreSQL版中使用的內存最多，且對性能有直接影響。原PostgreSQL在集群重啟或者意外退出時，都會對Shared Buffer Pools進行清理和重新初始化。在集群重啟進入到故障恢復狀態時，會根據WAL日志進行數據頁面的修改，需要重新加載數據甚至修改數據，影響集群可用時間。其次，Shared Buffer Pools的重新初始化將會導致重新加載數據業務需要的數據，會帶來嚴重的性能抖動。
為了解決以上問題，PolarDB PostgreSQL版增加了Persisted Buffer Pool（PBP）的特性，能夠在集群異常退出或者重新啟動時，仍然可以使用集群退出前的Shared Buffer Pool。優勢如下：
減少故障恢復時間，提升系統可用性。
集群退出前后，性能沒有明顯抖動。
原理介紹
PolarDB PostgreSQL版將Shared Buffer Pool的部分內存變為Pod級生命周期的Persisted Buffer Pool。根據對性能的影響性，PolarDB PostgreSQL版主要將Buffer Pool和Buffer Descriptor兩部分放入了PBP中，其他依舊是Instance級生命周期的內存。
Pod級生命周期：PolarDB PostgreSQL版是部署在K8s上的，Pod級生命周期的共享內存不會隨著集群的退出而銷毀。
Instance級生命周期：在集群退出或者異常退出重啟后進行清理的集群級共享內存。
內存劃分如圖所示：
影響PBP可用性的指標
集群退出前的PBP不是所有場景都適用。在集群啟動時，如果出現以下情況，則無法使用PBP。
集群的規格改變，需要使用不同大小的Buffer Pool。
當前PBP并非此集群所建立。
當前PBP中的控制信息失效。
除了PBP的整體可用性需要檢查外，每個PBP的頁都需要做可用性檢測。如果出現以下情況，則無法使用當前頁。
當前頁存在未提交的事務。
當前頁的Descriptor信息無效。
當前頁存在無效的LSN。
當前頁的屬性為錯誤或者無效。
影響PBP可用性的指標如圖所示：
PBP的效果
Persisted Buffer Pool在數據庫重啟后，依然能夠使用集群退出前的Buffer Pool。因此，無論在恢復場景還是業務場景，都能夠快速使用緩存數據，提升性能。如圖所示：
恢復性能對比。
模擬異常退出時的場景，回放日志總大小為2093 MB情況如下：
參數
日志回放耗時
故障恢復耗時
未使用PBP
598s
746s
使用PBP
68s
294s
耗時對比如圖所示：
性能前后對比。
并不是Buffer Pool中所有的頁都是可以復用的。例如：在重啟前，某進程對頁上X鎖，隨后系統宕機了，該X鎖就沒有進程來釋放了。因此，在宕機和重啟之后需要把Buffer Pool的所有頁遍歷一遍，剔除掉不能被復用的頁。另外，Buffer Pool的回收依賴于K8s。使用該優化之后，可以使重啟前后的性能更加平穩。重啟前后性能對比如圖所示：
使用指南
打開如下參數即可使用。
polar_enable_persisted_buffer_pool = ON參數的啟用或者關閉需要重啟集群。