数据库系统实现技术之缓冲区管理报告

Storage and Buffer Manager（1）实验要求：实现数据存储与缓冲区管理，并模拟LRU页面置换算法，记录I/O次数、命中次数。（2）实验环境： 操作系统 win7 ultimate 64bit SP1 编译环境：Microsoft visual studio 2010 professional 程序语言： C+ 数据文件存放：E：data-5w-50w-zipf.txt,生成的数据文档data.dbf在E:盘根目录下。（3）实验设计： BCB链表： next next next nnextnext Hash链表：Hash链表与LRU链表：（黄色部分为哈希链）prelinkBCBnextNextprelinkBCBnextnextprelinkBCBnextnextLRU链表：pre link BCB next nextpre link BCB next nextPre link BCB next nextpre link BCB next nextLRUList 指向最新节点 （4）结构实现：typedef struct buffer_LRUNode *buffer_LRUList;struct BCB/Buffer Control Blocks 定义说明BCB();void BCB_set();int page_id; /记录相应的页号int frame_id; /记录缓冲区的块号int R_count; /文件被读操作使用计数int W_count;/文件被写操作使用计数int dirty;/文件读写标识符BCB *next;buffer_LRUNode *link; /指向LRU链表的对应位置;struct buffer_LRUNode buffer_LRUNode();void LRU_Set();BCB *pBCB;buffer_LRUNode *next;buffer_LRUNode *pre;（5）算法实现：BCB链表采用链式结构存储，于BMgr初始化，即调用构造函数BMgr（）时分配1024个缓存块，组成BCB缓存链表当有读写访问请求时，首先通过Hash链表检查是否在缓冲区。若不在缓冲区中，则从BCB链表中申请一个BCB块，当缓冲区已满（BCB链表空）则执行LRU换入换出算法，否则直接分配一个BCB块，放入相应的hash链表与LRU链表，保证LRU链表保持旧到新的顺序排放且LRU指针始终指向最新实用结点；若在缓冲区中，则依据当前状态位与操作类型进行相应操作并修改LRU链表，使其保持原有时序关系。当文件需要读入读出磁盘时，I/O次数加1；当与读写文件恰好在缓冲区且满足读写条件时，Hit（命中）次数加1.执行换入换出时，依据dirty位判断是否需要写回磁盘，同时从hash链表与LRU链表中移除相应块并存放在BCB链表中，以供后续使用。（5）执行结果:（6）实验分析：在本程序的读写锁控制中，仅在状态量上进行模拟，并未真正实现并发控制机制其次在程序执行时间记录上，稍微小于实际执行时间（在程序结束时类析构过程未予记录）对同一页数据进行读、写不同操作时，若进行写操作则命中计数，若进行读操作前已经被修改，则命中数不计（读共享，需要先写回磁盘并再次读出）若仅考虑单进程情况，则不必考虑读、写不一致性，所得实验结果如下：