由 John Doe 十月 14, 2025
在 PostgreSQL 中，除了共享缓冲区和 WAL 缓冲区外，还有一块用于事务状态的缓冲区。之前，这块缓冲区的大小是固定的。
特性提交日志
提升基于 SLRU 的子系统性能。
更具体地说，本次优化的核心是通过新增 GUC 配置参数使 SLRU 缓存大小支持自定义配置。这样一来，对于存在高并发场景、且有大量活跃事务（或大量多事务/子事务）的数据库实例，可通过增大缓存容量获得性能收益。为确保这一优化能高效发挥作用，我们还同步实施了两项额外变更：
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将缓存划分为多个“bank”（借鉴 CPU 缓存的术语），像缓存页淘汰搜索这类算法仅会作用于某一个特定的 bank。这一设计解决了“在整个缓存池中线性搜索特定缓存页耗时过长”的问题，现在只需搜索目标缓存页所属的 bank，而单个bank的容量较小，搜索效率大幅提升。
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调整 SLRU 各 bank 的加锁机制，为每个 bank 分配独立的 LWLock（轻量级锁）。这一改进能显著提升系统的并发扩展性。
我们特别注意了一种特殊场景：对于可能需要跨多个 bank 执行的算法，确保其在获取下一个 bank 的锁之前，会先释放前一个 bank 的锁。这种跨 bank 操作的情况并不常见，但clog.c中的组提交（group commit）功能需要针对性调整代码以适配该机制。此外，还添加了大量注释，以确保整体设计的合理性与可维护性。
新增的 GUC 参数名称，与此前在pg_stat_slru视图中引入的名称保持一致，便于用户关联监控与配置。
这些参数的默认值与各 SLRU 之前的默认缓存大小基本一致。其中，commit_ts、clog和subtrans这三类 SLRU 的参数支持设为 0，当值为 0 时，缓存大小会根据shared_buffers（共享缓冲区）自动计算：用shared_buffers除以 512（即每 1GB shared_buffers对应 2MB 的 SLRU 缓存），且最大缓存容量限制为 8MB。（我们在slru.c中新增了SimpleLruAutotuneBuffers()函数来实现这一自动调整逻辑。）在此之前，clog的最大缓存容量仅为 1MB，因此对于shared_buffers超过 512MB 的数据库实例，此次优化会增加其 SLRU 缓存的总占用内存，这一权衡通常能带来显著的性能提升。
不过，其他类型的 SLRU（尤其是多事务相关的 SLRU）仍保持较小的默认缓存容量，且不支持将参数设为 0 以启用自动调整。目前基于shared_buffers计算缓存大小的逻辑未来可能会进一步调整，但这类调整的实现难度较低。
当初在引入这些新的 GUC 参数时，曾存在一些不同意见：有观点认为，理想的方案应是让系统能根据内存压力自动调整 SLRU 缓存（例如从shared_buffers中动态“借用”内存，使 SLRU 缓存可自然伸缩）。但要实现这一动态调整的方案，工程复杂度极高，且过去数年里相关工作几乎没有进展。鉴于 SLRU 缓存容量固定的问题已成为众多用户的核心痛点，我们最终选择了“支持手动配置”这一更务实的解决方案。
讨论：https://postgr.es/m/2BEC2B3F-9B61-4C1D-9FB5-5FAB0F05EF86@yandex-team.ru
什么是 SLRU 缓存？
在 PostgreSQL 中slru.c文件的 README 文档中，将 SLRU 定义为“用于可循环覆盖的永久性元数据的简单最近最少使用（LRU）缓冲机制”。
简单来说，PostgreSQL 中除了存储在表中的常规数据外，还需要维护某些特殊类型的元数据。例如，在 PostgreSQL 中使用 MultiXact、NOTIFY 功能，或需要长期保留的事务提交时间戳等信息，都属于这类元数据。
PostgreSQL 会将这些元数据存储在磁盘上，但同时也会在共享内存中对其进行缓存。因为这类元数据的访问频率通常很高，通过缓存可以避免频繁磁盘 IO 带来的性能损耗。
SLRU 缓存的作用
SLRU 缓存是 PostgreSQL 用于缓存轻量级、高频访问的元数据的关键组件，涵盖以下核心场景：
- 事务状态（pg_xact）：存储事务的提交 / 回滚状态，是事务隔离级别实现的基础；
- 提交时间戳（pg_commit_ts）：记录事务提交的时间戳，支持
pg_xact_commit_timestamp()等函数查询； - 子事务（pg_subtrans）：维护子事务与父事务的关联关系；
- 组合事务（pg_multixact）：处理行级锁的共享与排他关系（如
SELECT FOR UPDATE SHARE）； - LISTEN/NOTIFY 消息（pg_notify）：缓存实时通知消息，支撑消息订阅场景。
新增的服务器变量包括commit_timestamp_buffers、multixact_member_buffers、multixact_offset_buffers、notify_buffers、serializable_buffers、subtransaction_buffers和transaction_buffers。
其中，commit_timestamp_buffers、transaction_buffers和subtransaction_buffers会随shared_buffers（共享缓冲区）自动扩容。
利用 pg_stat_slru 监控 SLRU 缓存命中率
如果想判断当前系统是否存在 SLRU 缓存相关的性能问题，可以借助 PostgreSQL 的监控能力。自 PostgreSQL 13 起，系统中就新增了pg_stat_slru统计视图，专门用于展示这些内部缓存的运行状态。需要说明的是，在支持可配置之前，这些 SLRU 缓存的默认容量非常小，当时的缓存容量通常只有几兆字节。
若要排查当前系统是否受 SLRU 缓存问题影响，除了分析等待事件外，还可以查看pg_stat_slru视图中的blocks_hit（缓存命中块数）和blocks_read（磁盘读取块数）指标，由此判断 PostgreSQL 需要频繁从磁盘读取数据的频率。
参考
提交日志：https://git.postgresql.org/pg/commitdiff/53c2a97a92665be6bd7d70bd62ae6158fe4db96e