深入理解缓冲区（十二）

4.1.6 并行计算对buf置换的影响

并行计算对buf置换的影响，是指在多用户状态下，对buf中的缓存块同时读写时缓冲区的调度、处理、需要考虑的问题等等。

假设，A、B是三名仓库管理员，各管着100个仓库，每个仓库装入、取出哪个货主的货物，由管理员负责管理分配

A管理员，当有货主想取货物时，A都带着货主去每个仓库辨认一下货物是否是货主的，如是，则给货主支取；当有货主想存货物时，A都去每个仓库看一下，找到一个空的仓库，把货物存放进去；当货主想存货物而没有空仓库时，上级曾经规定，把最长不来取货的仓库腾空给新货主使用，所以，A管理员有个清理仓库的职责，但如果货物有价值，则先保存（到另外地方）货物使得仓库可被再用。

B管理员，是个聪明的人，他不想在有货主提取或存入货物时老跑每个仓库查看具体情况，而是把每个仓库、货主的情况记载下来（元信息），每次货主存取货物，都先查记载，这样便于管理。

C管理员，管理着高级仓库，每个仓库存储的货物，可以为多个货主提供存取服务（即每个仓库中的货物，可以被一个货主独占，也可以被多个或者共同查看—读、独自取—写）。

这样的假设，表明了对于仓库管理的需求和实际管理方式， B、C结合的管理，是最好的选择。

从代码的角度，在“4.1.4.2 Buf的元信息结构”节中，给出的BufferDesc结构的内容：

BufferDesc结构的成员	加减锁 操作函数/宏	锁模式	说明
buf_hdr_lock	LockBufHdr UnlockBufHdr	PG的自旋锁（SpinLock）	1. 对自己（BufferDesc）进行保护 2. 当有refcount、usage_count等需要被改写时，加buf_hdr_lock锁
io_in_progress_lock	LWLockAcquire LWLockRelease	LW_SHARED LW_EXCLUSIVE	1. 为本层（数据缓冲区）与下层（数据存储层）交换数据提供防止并发错误的机制
content_lock	LockBuffer UnlockBuffers	BUFFER_LOCK_SHARE BUFFER_LOCK_EXCLUSIVE	1. 对缓冲区进行保护 2. 当上层（数据访问层）读写缓冲区可能发生冲突时，可以使得读读并发，读写并发时先读不影响写、写不影响读 3. 为上层访问缓冲区提供防止并发错误的机制

BufferDesc结构的其他成员	数据类型	作用	说明
tag	BufferTag	外存的物理块的地址，是联系外存（物理地址）和内容（buf）的关键部分
flags	BufFlags	描述buf处于的状态 Buf从空闲到被使用，期间，可以被修改（脏页，BM_DIRTY ），脏页需要被刷出才可重用； Buf也可以出于正在被读入或刷出状态，这时，会特别标识为BM_IO_IN_PROGRESS； 当buf出现错误时，会报告错误。	可以有下述状态： BM_DIRTY BM_VALID BM_TAG_VALID BM_IO_IN_PROGRESS BM_IO_ERROR BM_JUST_DIRTIED BM_PIN_COUNT_WAITER BM_CHECKPOINT_NEEDED
usage_count	uint16	使用计数器。被使用多少次，都自增1，直到涨到最大（用BM_MAX_USAGE_COUNT表示最大的限制数）
refcount	unsigned	Pin计数器（引用计数器）。被backend（带有用户连接的进程）pin住多少次。
buf_id	int	指向buf缓冲区的“指针”（buf缓冲区使用数组，所以用int做下标暂称之为指针）
freeNext	int	执行空闲缓冲区的“指针”（buf缓冲区使用数组，所以用int做下标暂称之为指针）

特别注意：

Buf，是内存操作，是内外存交流的汇集点，起着承上启下的作用，但其本身位于内存中，故很多操作，和内存紧密相关，需要特别的注意。

很多细节，需要阅读代码+仔细揣摩、才能明白体会深刻。很多与其他模块相关联的点，没有提及，但可能也影响着buf的管理。