db2資料庫在執行時會占用不少的系統記憶體。db2按三個級別來管理記憶體（由oss元件向其他元件提供）：記憶體集、記憶體池和記憶體塊。記憶體塊組成記憶體池。記憶體池屬於乙個記憶體集。記憶體集裡有多個記憶體池。緩衝池（bufferpool）就其中的一種記憶體池，這型別記憶體池消耗的記憶體數量最大。bufferpool裡裝載的是從表空間裡讀進的頁（資料或索引）。
bufferpool可以有多個。每乙個都有自己的配置資訊。這些配置資訊存放在sqlbp.1檔案（放於例項目錄下，sqlbp.2是其備份）和系統編目表syscat.bufferpools。
sqlbp.1檔案中有兩種重要的資訊：sqlb_bufferpool_hearder記錄和sqlb_bufferpool_cb記錄。
sqlb_bufferpool_hearder記錄：
1）儲存當前buffperpool的個數
2）哪些bufferpool使用了標準頁大小和數量，哪些使用了非標準頁大小和數量
sqlb_bufferpool_cb記錄：
1）乙個buffperpool對應一條sqlb_bufferpool_cb記錄
2）佔256位元組
2）包含：bufferpool的名稱、id、頁大小、頁數、lifelsn
db2的buffperpool是以頁為單位來管理的。每一頁有乙個bpd（緩衝池頁描述符），約100位元組大小。所有bpd都儲存在另乙個記憶體池db_heap（資料庫堆）。bpd包含的資料結構和資訊如下：
1）flags，取值包括
dirty，已被修改
new，剛被預取讀入
prefetch_saw_it，預讀程式準備讀入時發現已在記憶體
prefetch_to_purge，預讀程式將清除該頁
prefetch_to_hate，被預讀程式選為victim頁而覆蓋
2）fixcount計數，記錄頁面被引用的次數，>0表示正在被訪問，不能換出
3）指向hash鍊錶的指標（hashprev/hashnext）
4）指向hate鍊錶的指標（hateprev/hatenext）
5）指向dirty鍊錶的指標（dirtyprev/dirtynext）
6）bufferpool的池id
7）頁面對應物件的id
8）頁面對應物件的內容
9）緩衝池的頁數
10）頁面對應物件的頁數
11）hflag，只是是否被連線到hate鍊錶（值為0或對應鍊錶的索引）
12）hashidx，hash桶的桶號（用池id、物件id、物件型別和頁面號計算），-1表示未連線，-2表示選中做victim頁
13）dflag，是否連線到dirty表
14）weight，反映頁面再次被引用的可能性（由使用過頁面的agent釋放控制權時設定）
15）pminlsn，頁在記憶體中第一次修改時產生的日誌lsn號
hash桶
hash桶主要用來快速查詢頁面。hash桶的個數約是bufferpool頁面的1.5倍。每個桶都有乙個指標指向該桶的第乙個頁面，通過該頁的hash鍊錶指標，db2可以遍歷整個bufferpool，由此找到想要的頁或發現沒有合適的頁（bufferpool miss）
hate鍊錶
遇到bufferpool miss時，db2會檢查hate鍊錶以找到乙個victim頁用於與將要讀進的頁替換。hate鍊錶中fixcount為0而且weight為0的頁面會被選中做victim頁。通過頁面的hate鍊錶指標，db2遍歷整個hate鍊錶，由此找到合適的victim頁或發現沒有合適的頁。
時鐘演算法
bufferpool的頁面通過指標一頁接一頁串聯起來成為一條鏈。實際上這條鏈是首尾相接的，形成乙個環。在遍歷hate鍊錶後仍然沒有找到合適的victim頁後，db2再次按環的情形遍歷bufferpool中的searchcount個頁面，尋找fixcount為0而且weight最小的頁作為victim頁（盡量選非髒頁）。如果仍然沒有找到合適的頁，bufferpool滿的錯誤就會產生。
新頁面置換演算法
在較新版本的db2中，把註冊標量db2_user_alternate_page_cleaning設為yes會啟用新的頁面置換演算法。新演算法需要num_ioserver至少為3。
預取
當預取觸發點達到後，預取就會發生。 這個觸發點是prefetch size倍數的頁面個數。順序檢測會導致預取。bufferpool size、prefetch size和access plan都會影響是否預取和預取數量。預取請求被拆分成prefetch szie/extent size個放入共享佇列。預取服務程序按fifo方式提取和執行請求。
清除
被修改過的頁面是髒頁，需要在合適的時候寫入到磁碟。頁面清除程序負責這個任務。觸發清除有以下情況：
1）bufferpool中的髒頁所佔百分比超過了資料庫配置引數chngpgs_thresh
2）記憶體中最大的lsn與寫入日誌檔案最老的事務lsn間隔超過了資料庫配置引數softmax的值
3）選中的victim頁是髒頁
清除觸發時，執行以下動作：
1）從觸發的dirty鍊錶上收集頁面，最大400個或收集到的lsn不再老為止
2）同時寫入收集到的頁面
3）檢查觸發條件是否仍滿足，若是，繼續下一輪動作
小結bufferpool上發生的過程有：頁面查詢、頁面置換、頁面預取和頁面清除。
本文參考和引用牛新莊的《深入解析db2》
db2 的緩衝池設計
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