openGauss内核求索——缓冲区管理器

1.基本原理

缓冲管理器：主要是管理共享内和持久存储之间的数据传输，并可能对 DBMS 的性能产生重大影响。

缓冲区管理器、持久存储和后端进程之间的关系如下图所示：

2.缓冲区管理器结构

缓冲区管理器包括一个缓冲区表、缓冲区描述符和缓冲池。

缓冲区描述符：保存着页面的元数据，对应的页面则保存在缓冲池的槽位中。

缓冲池：缓冲池存储数据文件的页，如表的页面。缓冲池是一个数组，每个插槽存储数据文件的一页。缓冲池数组的索引称为buffer_id。

相关函数：BufferDesc *BufferAlloc

2.1 缓冲区标签

数据库为所有数据文件的每个页面分配一个唯一的标记，即缓冲区标签。

缓冲区标签由关系文件节点、关系分支编号和页面块号

typedef struct buftag {
   RelFileNode rnode; * physical relation identifier */
   ForkNumber forkNum;
   BlockNumber blockNum; * blknum relative to begin of reln */
} BufferTag;

2.3缓冲区描述符

缓冲区描述符：保存着页面的元数据，对应的页面则保存在缓冲池的槽位中。缓冲区描述符的结构由BufferDesc结构定义。

2.3.1 缓冲区描述符结构体

结构体BufferDesc定义如下：

typedef struct BufferDesc {  
  BufferTag tag; * ID of page contained in buffer */

 /* state of the tag, containing flags, refcount and usagecount */
 pg_atomic_uint64 state;

 int buf_id;   * buffer's index number (from 0) */

 ThreadId wait_backend_pid; * backend PID of pin-count waiter */

 LWLock* io_in_progress_lock; * to wait for I/O to complete */
 LWLock* content_lock;       * to lock access to buffer contents */  
 
  BufferDescExtra *extra;  
 
#ifdef USE_ASSERT_CHECKING  
  volatile uint64 lsn_dirty;  
#endif  
} BufferDesc;
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