shared_buffers是PostgreSQL用于共享缓冲区的内存，是由8kb大小的块所形成的数组。PostgreSQL在进行更新、查询等操作时，首先从磁盘把数据读取到内存，之后进行更新，最后将数据写回磁盘。shared_buffers可以暂时存放从磁盘读取的数据，能够让用户下次访问不需要去磁盘直接从里面读取出来，增加查询效率。shared_buffers的系统默认值通常为128MB。但是当PostgreSQL服务器的内存大于1G时，则shared_buffers的合理起始值为系统内存的25%，如果由于业务原因可以将shared_buffers设置的更大，但是PostgreSQL依赖于操作系统的缓存，因此建议分配不要超过系统内存的40%。建议设置系统内存的25%-40%。

在PostgreSQL中，shared_buffers可以通过explain (analyze,buffers)来查看出多少数据块来源磁盘，多少来源shared_buffers，即内存的。

测试语句：

再次运行同样的查询计划，运行结果：

shared read(共享读取)指的是其取自磁盘且不被缓存。再次执行该查询计划后，结果以shared hit的形式展现，hit就是读取shared_buffers的。

 

work_mem是PostgreSQL在写入临时磁盘文件之前，进行内部sort(order by)和hash(join)操作需要使用的内存量。work_mem需要通过explain analyze分析语句来确定合适的值。

例子：先设置work_mem为1MB。

测试语句：

看到当前的Sort Method为quicksort(快速排序),对38行数据进行排序，PostgreSQL使用了35kb内存，接下来增大排序的数据量：

测试语句：

根据上面可以看出来，当排序的数据量达到3893行时,Sort Method由使用内存排序到需要借助临时磁盘文件720kb，说明work_mem设置的值已经被占满了。

将work_mem的值增加到2MB。

    可以看到当设置的work_mem到2MB时，3863行数据的排序全会在内存中进行，使用了1123kb,同时执行时间从原来136ms到38ms。

实际生产环境中， work_mem值需要经过多次测试才能设定比较合理合适的值。需要注意的是work_mem是每单个连接用户使用的内存，也就是实际需要的内存为max_connections * work_mem，必须保证max_connections*work_mem的值不要超过实际可用的内存。

 

  maintenance_work_mem定义的内存主要影响vacuum,analyze,create index,reindex等操作，这些命令用到的频率不高，但是会消耗较多的资源，系统默认值通常为64MB，可以分配高一点的内存，让上述命令进行地快速一点。当系统内存为32G时，可以分配512MB-1024MB的内存。

1.3.1 vacuum

  上面提到了vacuum，在这里详细解释一下，在PostgreSQL中vacuum是一个非常重要的命令。数据库数据在不断地执行更新，删除等操作，而vacuum就是用来维护数据库磁盘空间。

    在PostgreSQL中实际上执行了delete操作后，该记录只是被标示为删除状态，并没有释放其空间，在以后进行insert和update操作时，该删除状态的空间是不能够被重用的。只有经过vacuum清理后，空间才能真正得到释放。总结一下，vacuum有以下三个功能：

    (1). 释放delete操作后的空间，并且再利用。

    (2). 更新PostgreSQL查询计划用得统计数据。

    (3). 避免事务ID的重置而引起非常老的数据丢失。

    执行vacuum有手动和自动两种形式：1.自动vacuum的执行由autovacuum参数值决定，默认值为on，autovacuum还有很多相关的参数。2.手动执行vacuum一般是在每天数据库空闲的时候进行，因为执行vacuum的时候，有大量的I/O操作，会导致其他的操作性能降低。

 

effective_cache_size是优化器假设查询可以使用的最大内存(包括PostgreSQL和系统缓存)，和shared_buffer内存无关，只是给优化器生产计划使用的一个假设值。该值建议设置为可用空闲内存的25%-50%，设置值大点，可以让优化器更倾向使用索引扫描而不是顺序扫描。

 

    wal_buffers是用于还没写入磁盘的WAL(预写入日志)数据的共享内存量，主要影响数据库的写入性能。该参数的默认值为-1，PostgreSQL会自动选择一个合理的值。但是一般情况给的值都不超过1MB，wal_buffers的内容是在每次事务提交时写入磁盘，因此设置太大的值也没有用处。但是根据官网原话，将此值设置为至少几兆可以提高许多客户端一次提交的写入性能。

 

PostgreSQL是一个跨平台数据库，其缓存很大程度上依赖于操作系统。而shared_buffers共享缓存其实就是在复制OS缓存的操作，下图1为数据在PostgreSQL内部的流向图

图1 数据在PostgreSQL内部的流向图

先来简单说明一下数据库的读和写：数据从磁盘流入内存叫读；数据从内存流入磁盘叫做写。在PostgreSQL中数据从磁盘到OS存储器再到shared_buffers的过程叫做读。针对这个现象，平时OS缓存有很大一部分是处于空闲状态或者是用得并不频繁，因此根据自身的生产环境需求可以合理来配置shared_buffers和OS缓存。

 

  pgfincore是一个PostgreSQL的外部扩展，能够将数据库中的表或索引手动提前加载到OS cache中，是数据预加载的一种，能够加快查询效率，但是加载到缓存中也不是永久的，当有频繁的缓存交换时，比如批量的最大限度的插入数据，会把加载的数据挤出去。

    在pgfoundry(搜索软件搜即可)或者

上下载pgfincore的安装包，将其解压到PostgreSQL源码目录的contrib下：

    安装好了之后切换postgres用户进入psql

    创建扩展pgfincore(注意，需要在使用的库名下创建才可以使用)：

 

pgfincore() 对象的cache情况

pgfadvise_willneed() 将对象手动刷入cache

pgfadvise_dontneed() 将对象手动刷出cache

pgsysconf() 操作系统的cache情况

pgsysconf_pretty() 同上，只不过输出更易懂，戴上了单位

(1). 测试没有将表添加到内存中

    测试语句：

(2). 测试将表添加到内存中

    测试语句：

    可以看出当将表手动加载到系统内存中时，查询效率是成倍地递增。

    Pgfincore适用于数据预热，当数据库启动时，查询效率是会慢的，这样能够提升效率。

    适用于下面这个生产场景：对查询效率的要求比较高，查询的数据比较固定，且系统的读写频率不高的情况下，可以使用。

    注意：当操作系统的写入太过频繁，导致缓存过多的话，会把加载到内存中的表挤出去。

    Pgfincore这个工具只是把表加载到内存中，但是没有把表固定在内存当中。