这篇文章主要介绍“怎么使用C++实现页面的缓冲区管理器”的相关知识，小编通过实际案例向大家展示操作过程，操作方法简单快捷，实用性强，希望这篇“怎么使用C++实现页面的缓冲区管理器”文章能帮助大家解决问题。
1. 实验目标
本次实验要实现一个页面的缓冲区管理器。
具体要实现以下的函数：
~BufMgr()：
清除所有脏页并释放缓冲池和 BufDesc 表
void advanceClock()：
用来找到下一个时钟的位置
void allocBuf(FrameId& frame)：
使用时钟算法分配自由帧；如有必要，将脏页写回磁盘。
void readPage(File* file, const PageId PageNo, Page*& page)
通过调用 lookup（）方法检查页是否已经在缓冲池中。当页不在缓冲池中可以在哈希表上抛出 HashNotFoundException 以获取帧编号。
void unPinPage(File* file, const PageId PageNo, const bool dirty)
减少一个页面的占用次数
void allocPage(File* file, PageId& PageNo, Page*& page)
通过调用 file->allocatePage（）方法在指定的文件中分配一个空页。此方法将返回新分配的页。然后调用 allocBuf（）以获取缓冲池帧。接下来，将一个条目插入到哈希表中，并在帧上调用 Set（），以正确设置它。
void disposePage(File* file, const PageId pageNo)
功能是释放一个页面
void flushFile(File* file)
功能是找到含有对应文件的页面，并释放
2. 代码实现
BufMgr::~BufMgr() {
delete hashTable;
delete[] bufPool;
delete[] bufDescTable;
}直接调用 delete 删除哈希表、缓冲池、缓冲池表
void BufMgr::advanceClock() {
clockHand++;
if (clockHand >= numBufs) {
clockHand %= numBufs;
}
}将时钟提前到缓冲池的下一帧。
如果指针超过了最大值，进行取模操作。
void BufMgr::allocBuf(FrameId &frame) {
unsigned pinned = 0;
while (true) {
advanceClock();
if (!bufDescTable[clockHand].valid) {
frame = clockHand;
return;
}
if (bufDescTable[clockHand].refbit) {
bufDescTable[clockHand].refbit = false;
continue;
}
if (bufDescTable[clockHand].pinCnt) {
pinned++;
if (pinned == numBufs) {
throw BufferExceededException();
} else {
continue;
}
}
if (bufDescTable[clockHand].dirty) {
bufDescTable[clockHand].file->writePage(bufPool[clockHand]);
bufDescTable[clockHand].dirty = false;
}
frame = clockHand;
if (bufDescTable[clockHand].valid) {
try {
hashTable->remove(bufDescTable[clockHand].file, bufDescTable[clockHand].pageNo);
}
catch (HashNotFoundException &) {
}
}
break;
}
}遍历栈区寻找可用的页面。如果是没有被使用过的页面，直接进行分配。如果缓冲区所有的页面都被占用，那么会进行报错 BufferExceededException()。如果找到脏页，会将它写回磁盘，并将脏页标记给清除。如果不是脏页，那么就进行分配操作。如果它在哈希表中要将它移除。
void BufMgr::readPage(File *file, const PageId pageNo, Page *&page) {
FrameId frame;
try {
hashTable->lookup(file, pageNo, frame);
bufDescTable[frame].refbit = true;
bufDescTable[frame].pinCnt++;
page = (bufPool + frame);
} catch (HashNotFoundException &) {
allocBuf(frame);
bufPool[frame] = file->readPage(pageNo);
hashTable->insert(file, pageNo, frame);
bufDescTable[frame].Set(file, pageNo);
page = (bufPool + frame);
}
}如果页面在缓冲池中，增加它的占用次数，调用 page 返回指向该页面的指针。
如果页面不在缓冲池中，那么将页面读取到缓冲池，插入哈希表中，调用 set 正确设置该界面，调用 page 返回指向该页面的指针。
void BufMgr::unPinPage(File *file, const PageId pageNo, const bool dirty) {
FrameId frame;
try {
hashTable->lookup(file, pageNo, frame);
} catch (HashNotFoundException &) {
//没有该页面
cerr << "Warning: unpinning a nonexistent page" << endl;
return;
}
//找到页面
if (bufDescTable[frame].pinCnt > 0) {
bufDescTable[frame].pinCnt--;
if (dirty) {
bufDescTable[frame].dirty = true;
}
} else {
//pin = 0,抛出异常
throw PageNotPinnedException(bufDescTable[frame].file->filename(), bufDescTable[frame].pageNo, frame);
}
}如果缓冲池中没有该页面，进行异常提示。
如果在缓冲池中，那么将它的占用次数减少。如果占用次数为 0，进行报错。
void BufMgr::flushFile(const File *file) {
for (FrameId fi = 0; fi < numBufs; fi++) {
if (bufDescTable[fi].file == file) {
if (!bufDescTable[fi].valid) {
throw BadBufferException(fi, bufDescTable[fi].dirty, bufDescTable[fi].valid, bufDescTable[fi].refbit);
}
if (bufDescTable[fi].pinCnt > 0) {
throw PagePinnedException(file->filename(), bufDescTable[fi].pageNo, fi);
}
if (bufDescTable[fi].dirty) {
bufDescTable[fi].file->writePage(bufPool[fi]);
bufDescTable[fi].dirty = false;
}
hashTable->remove(file, bufDescTable[fi].pageNo);
bufDescTable[fi].Clear();
}
}
}遍历整个表，找到含有对应页面的缓冲页，移除并清空该页面。如果页面是脏页，则将其写回磁盘，初始化脏页标记。如果页面被占用或者页面不可用，则进行报错。
void BufMgr::allocPage(File *file, PageId &pageNo, Page *&page) {
FrameId frame;
Page p = file->allocatePage();
allocBuf(frame);
bufPool[frame] = p;
pageNo = p.page_number();
hashTable->insert(file, pageNo, frame);
bufDescTable[frame].Set(file, pageNo);
page = bufPool + frame;
}掉用 allocatePage()分配一个新页面，加入哈希表，调用 set()，返回该页面指针。
void BufMgr::disposePage(File *file, const PageId PageNo) {
FrameId frame;
try {
hashTable->lookup(file, PageNo, frame);
hashTable->remove(file, PageNo);
bufDescTable[frame].Clear();
} catch (HashNotFoundException &) {
}
file->deletePage(PageNo);
}删除一个页面。如果它在缓冲池中，要将缓冲内容一并删除。
3.实验结果
12个样例均能通过，实验结果如下：
me].Clear();
} catch (HashNotFoundException &) {
}
file->deletePage(PageNo);
}删除一个页面。如果它在缓冲池中，要将缓冲内容一并删除
关于“怎么使用C++实现页面的缓冲区管理器”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识，可以关注恰卡网行业资讯频道，小编每天都会为大家更新不同的知识点。