Datenbankpuffer

Datenbankpuffer bezeichnet den Teil des Arbeitsspeichers, den ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) zur Speicherung von Datenbankseiten, Indizes und verwandten Strukturen nutzt. Ziel ist es, häufig benötigte Daten schnell bereitzustellen und damit die Zahl der Festplattenzugriffe zu verringern. Der Puffer wird vom DBMS verwaltet; der Betrieb des Betriebssystems bleibt außerhalb des Puffers.

Der Puffer besteht aus einer Reihe von Frames, in denen Seiten aus der Festplatte abgelegt werden können. Zusätzlich führen Metadaten Informationen wie die Seitennachverfolgung, der Pin-Zähler (Belegung durch Transaktionen) und ein Dirty-Bit, das anzeigt, ob eine Seite verändert wurde. Unterschiede gegenüber dem OS-Cache ergeben sich aus der aktiven Verwaltung durch das DBMS.

Abläufe: Beim Lesen prüft der Puffer, ob die benötigte Seite bereits geladen ist. Ist sie vorhanden, wird sie aus dem Puffer geliefert; andernfalls wird sie von der Festplatte gelesen und in einen freien Frame geladen. Beim Schreiben wird die bearbeitete Seite als dirty markiert; die eigentliche Festschriftsführung erfolgt später, etwa bei der Auslagerung oder durch Hintergrundprozesse wie Checkpoints.

Die Steuerung erfolgt durch Replacement-Algorithmen (beispielsweise LRU oder Clock). Ziel ist es, häufig genutzte Seiten im Puffer zu halten. Die Größe des Puffers beeinflusst die Performance: Ein zu kleiner Puffer erhöht die Festplattenzugriffe, eine zu große Speicherauslastung kann andere Prozesse beeinträchtigen.

DBMS-spezifische Implementierungen variieren. In einigen Systemen wird der Puffer separat vom OS-Cache verwaltet; in anderen Systemen greifen DBMS und Betriebssystem enger ineinander. Typische Konfigurationsparameter regeln die Puffergröße (zum Beispiel PostgreSQL shared_buffers, MySQL InnoDB buffer pool, Oracle db cache, SQL Server Buffer Pool).