PolarDB PostgreSQL版（以下简称 PolarDB-PG）是一款阿里云自主研发的企业级数据库产品，采用计算存储分离架构，兼容 PostgreSQL 与 Oracle。PolarDB-PG 的存储与计算能力均可横向扩展，具有高可靠、高可用、弹性扩展等企业级数据库特性。同时，PolarDB-PG 具有大规模并行计算能力，可以应对 OLTP 与 OLAP 混合负载；还具有时空、向量、搜索、图谱等多模创新特性，可以满足企业对数据处理日新月异的新需求。
背景介绍
传统数据库的主备架构，主备有各自的存储，备节点回放 WAL 日志并读写自己的存储，主备节点在存储层没有耦合。PolarDB-PG 的实现是基于共享存储的一写多读架构，主备使用共享存储中的一份数据。读写节点，也称为主节点或 Primary 节点，可以读写共享存储中的数据；只读节点，也称为备节点或 Replica 节点，仅能各自通过回放日志，从共享存储中读取数据，而不能写入。基本架构图如下所示：
一写多读架构下，只读节点可能从共享存储中读到两类数据页：
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未来页：数据页中包含只读节点尚未回放到的数据，比如只读节点回放到 LSN 为 200 的 WAL 日志，但数据页中已经包含 LSN 为 300 的 WAL 日志对应的改动。此类数据页被称为“未来页”。
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过去页：数据页中未包含所有回放位点之前的改动，比如只读节点将数据页回放到 LSN 为 200 的 WAL 日志，但该数据页在从 Buffer Pool 淘汰之后，再次从共享存储中读取的数据页中没有包含 LSN 为 200 的 WAL 日志的改动，此类数据页被称为“过去页”。
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对于只读节点而言，只需要访问与其回放位点相对应的数据页。如果读取到如上所述的“未来页”和“过去页”应该如何处理呢？
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对于“过去页”，只读节点需要回放数据页上截止回放位点之前缺失的 WAL 日志，对“过去页”的回放由每个只读节点根据自己的回放位点完成，属于只读节点回放功能，本文暂不讨论。
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对于“未来页”，只读节点无法将“未来”的数据页转换为所需的数据页，因此需要在主节点将数据写入共享存储时考虑所有只读节点的回放情况，从而避免只读节点读取到“未来页”，这也是 Buffer 管理要解决的主要问题。
除此之外，Buffer 管理还需要维护一致性位点，对于某个数据页，只读节点仅需回放一致性位点和当前回放位点之间的 WAL 日志即可，从而加速回放效率。
术语解释
- Buffer Pool：缓冲池，是一种内存结构用来存储最常访问的数据，通常以页为单位来缓存数据。PolarDB-PG 中每个节点都有自己的 Buffer Pool。
- LSN：Log Sequence Number，日志序列号，是 WAL 日志的唯一标识。LSN 在全局是递增的。
- 回放位点：Apply LSN，表示只读节点回放日志的位置，一般用 LSN 来标记。
- 最老回放位点：Oldest Apply LSN，表示所有只读节点中 LSN 最小的回放位点。
