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图的整体结构：Clock 算法的核心思想
- 将缓冲池（Buffer Pool）中的帧排成一个环形，就像一个钟表的圆圈。
- 有一个指针，叫 Clock Hand（时钟指针），会顺时针地“扫描”这些帧，寻找可以被替换的目标帧。
- 每个帧中都装有一个页面（Page），并带有一个 Reference Bit（引用位），用来标记这个页面是否最近被访问过。
图中包含内容详解：
圆圈中的四个 Frame：
- Frame 1：
- Page 3，Ref Bit = 0（没被最近访问）
- Page 4，Ref Bit = 1（最近访问过）
- Frame 2： 没有显示详细内容，代表空或被略去
- Frame 3：
- Page 2，Ref Bit = 0
- Page 1，Ref Bit = 1
- Frame 4： 是当前 Clock Hand 所指的位置 ✅
如何工作（Clock 算法过程）
- 起点： Clock Hand 指向 Frame 4，表示从它开始检查。
- 算法规则：
- 如果帧的
Ref Bit = 1，说明页面“最近被访问”，就将它设置为 0，并移动指针继续查下一个； - 如果帧的
Ref Bit = 0，并且该帧未被占用（Pin Count = 0），就选择该帧作为替换目标； - 若该页是“脏页”，先写回磁盘；
- 读入新页面后，把 Ref Bit 设为 1，并继续。
举个例子来说明图中操作
假设我们现在 Clock Hand 指向 Frame 4：
- 查看 Page 2 的 Ref Bit = 0 → ✅ 符合条件，可被换出；
- Page 2 会被替换；
- 新的页面读入 Frame 4，并把 Ref Bit 设置为 1；
- Clock Hand 移动到下一个 Frame。
如果 Page 2 的 Ref Bit 是 1 呢？
- 则将其设为 0，继续下一帧；
- 直到找到 Ref Bit = 0 的页面。
总结关键点
术语 | 含义 |
Clock Hand | 当前检查帧的位置 |
Ref Bit | 最近是否被访问过（1=是，0=否） |
Eviction | 替换 Ref Bit 为 0 且未被占用的帧中的页面 |
圆形结构 | 像时钟一样不停地绕圈扫描 |
优点 | 接近 LRU 效果，但实现简单，效率高，占用空间少 |
一步一步模拟一轮真实的 Clock 页面替换流程
假设环境：
我们有一个 4 帧的缓冲池，如下所示：
Frame ID | Page ID | Ref Bit | Pin Count |
0 | A | 1 | 0 |
1 | B | 1 | 0 |
2 | C | 0 | 0 |
3 | D | 1 | 0 |
🔁 当前 Clock Hand 指向 Frame 0
模拟过程：页面 E 要读入
目标是：找一个可以被替换的页面（Ref Bit = 0 且 Pin Count = 0）
第一步：Frame 0
- Ref Bit = 1 → 最近被访问过
👉 把 Ref Bit 改为 0，指针移动到下一个 Frame
第二步：Frame 1
- Ref Bit = 1 → 最近被访问过
👉 把 Ref Bit 改为 0，指针移动到下一个 Frame
第三步：Frame 2
- Ref Bit = 0 ✅
- Pin Count = 0 ✅
🔄 找到可替换的页面：Page C！
操作：
- 如果 Page C 是脏页（Dirty Bit = 1），写回磁盘；
- 用新页面 E 替换 Page C；
- 设置 Frame 2 的 Ref Bit = 1（因为刚刚被访问）；
- 指针移动到下一个 Frame（Frame 3）
最终状态如下：
Frame ID | Page ID | Ref Bit | Pin Count |
0 | A | 0 | 0 |
1 | B | 0 | 0 |
2 | E | 1 | 1 ← 新读入页面 |
3 | D | 1 | 0 |
Clock Hand → 指向 Frame 3
总结流程（关键逻辑）：
- Clock Hand 每次检查当前帧；
- 如果 Ref Bit 是 1，就改成 0，继续走；
- 如果 Ref Bit 是 0 且 Pin Count = 0，就换掉这个页面；
- 读入新页面后，把 Ref Bit 设为 1，Pin Count 设为 1；
- 移动 Clock Hand 到下一帧。
