第八章 數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制練習(xí)和答案

1、第八章 數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制一、選擇題 1 為了防止一個(gè)用戶的工作不適當(dāng)?shù)赜绊懥硪粋€(gè)用戶，應(yīng)該采?。?） 。 A. 完整性控制 B. 訪問(wèn)控制 C. 安全性控制 D. 并發(fā)控制 2. 解決并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題普遍采用（ ）技術(shù)。 A. 封鎖 B. 存取控制 C. 恢復(fù) D. 協(xié)商 3 下列不屬于并發(fā)操作帶來(lái)的問(wèn)題是（ ）。 A. 丟失修改 B. 不可重復(fù)讀 C. 死鎖 D. 臟讀 4 DBMS普遍采用（ ）方法來(lái)保證調(diào)度的正確性 。 A. 索引 B. 授權(quán) C. 封鎖 D. 日志 5事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加X(jué)鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放，這是（ ） 。 A. 一級(jí)封鎖協(xié)議 B. 二級(jí)封鎖

2、協(xié)議 C. 三級(jí)封鎖協(xié)議 D. 零級(jí)封鎖協(xié)議 6 如果事務(wù)T獲得了數(shù)據(jù)項(xiàng)Q上的排他鎖，則T對(duì)Q（ ） 。 A. 只能讀不能寫 B. 只能寫不能讀 C. 既可讀又可寫 D. 不能讀也不能寫 7設(shè)事務(wù)T1和T2，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中地?cái)?shù)據(jù)A進(jìn)行操作，可能有如下幾種情況，請(qǐng)問(wèn)哪一種不會(huì)發(fā)生沖突操作（ ） 。 A. T1正在寫A，T2要讀A B. T1正在寫A，T2也要寫A C. T1正在讀A，T2要寫A D. T1正在讀A，T2也要讀A 8如果有兩個(gè)事務(wù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中同一數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，不會(huì)引起沖突的操作是（ ） 。 A. 一個(gè)是DELETE，一個(gè)是SELECT B. 一個(gè)是SELECT，一個(gè)是DELETE

3、C. 兩個(gè)都是UPDATE D. 兩個(gè)都是SELECT 9 在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，死鎖屬于（ ）。 A. 系統(tǒng)故障 B. 事務(wù)故障 C. 介質(zhì)故障 D. 程序故障 二、簡(jiǎn)答題 1. 在數(shù)據(jù)庫(kù)中為什么要并發(fā)控制？ 答： 數(shù)據(jù)庫(kù)是共享資源，通常有許多個(gè)事務(wù)同時(shí)在運(yùn)行。 當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生同時(shí)讀取和/或修改同一數(shù)據(jù)的情況。若對(duì)并發(fā)操作不加控制就可能會(huì)存取和存儲(chǔ)不正確的數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。所以數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須提供并發(fā)控制機(jī)制。 2. 并發(fā)操作可能會(huì)產(chǎn)生哪幾類數(shù)據(jù)不一致？用什么方法能避免各種不一致的情況？ 答： 并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性包括三類：丟失修改、不可重復(fù)讀和讀“臟”數(shù)據(jù)。

4、 （1）丟失修改（Lost Update） 兩個(gè)事務(wù)T1和T2讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了（覆蓋了）T1提交的結(jié)果，導(dǎo)致T1的修改被丟失。 （2）不可重復(fù)讀（Non-Repeatable Read） 不可重復(fù)讀是指事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2執(zhí)行更新操作，使T1無(wú)法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。 （3）讀“臟”數(shù)據(jù)（Dirty Read） 讀“臟”數(shù)據(jù)是指事務(wù)T1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，事務(wù)T2讀取同一數(shù)據(jù)后，T1由于某種原因被撤銷，這時(shí)T1已修改過(guò)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值，T2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不一致，則T2讀到的數(shù)據(jù)就為“臟”數(shù)據(jù)，即不正確的數(shù)據(jù)。 避免不一致性的方法和技術(shù)就是并發(fā)

5、控制。最常用的并發(fā)控制技術(shù)是封鎖技術(shù)。 也可以用其他技術(shù)，例如在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中可以采用時(shí)間戳方法來(lái)進(jìn)行并發(fā)控制。 3. 什么是封鎖？ 答： 封鎖就是事務(wù)T在對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象例如表、記錄等操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，對(duì)其加鎖。加鎖后事務(wù)T就對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其他的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對(duì)象。 封鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的一個(gè)非常重要的技術(shù)。 4. 基本的封鎖類型有幾種？試述它們的含義。 答： 基本的封鎖類型有兩種: 排它鎖(Exclusive Locks，簡(jiǎn)稱X鎖) 和共享鎖(Share Locks，簡(jiǎn)稱S鎖)。 排它鎖又稱為寫鎖。若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上X鎖，則只允許T

6、讀取和修改A，其他任何事務(wù)都不能再對(duì)A加任何類型的鎖，直到T釋放A上的鎖。這就保證了其他事務(wù)在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。 共享鎖又稱為讀鎖。若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A但不能修改A，其他事務(wù)只能再對(duì)A加S鎖，而不能加X(jué)鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證了其他事務(wù)可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對(duì)A做任何修改。 5. 什么是封鎖協(xié)議？不同級(jí)別的封鎖協(xié)議的主要區(qū)別是什么？ 答： 在運(yùn)用封鎖技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)加鎖時(shí)，要約定一些規(guī)則。例如，在運(yùn)用X鎖和S鎖對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)，要約定何時(shí)申請(qǐng)X鎖或S鎖、何時(shí)釋放封鎖等。這些約定或者規(guī)則稱為封鎖協(xié)議（Locking Protoco

7、l）。對(duì)封鎖方式約定不同的規(guī)則，就形成了各種不同的封鎖協(xié)議。不同級(jí)別的封鎖協(xié)議，例如概論中介紹的三級(jí)封鎖協(xié)議，三級(jí)協(xié)議的主要區(qū)別在于什么操作需要申請(qǐng)封鎖，何時(shí)申請(qǐng)封鎖以及何時(shí)釋放鎖（即持鎖時(shí)間的長(zhǎng)短）。 一級(jí)封鎖協(xié)議：事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加X(jué)鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。 二級(jí)封鎖協(xié)議：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖。 三級(jí)封鎖協(xié)議：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。 6. 不同封鎖協(xié)議與系統(tǒng)一致性級(jí)別的關(guān)系是什么？ 答： 不同的封鎖協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的一致性級(jí)別。 一級(jí)封鎖協(xié)議可防止丟失修改，并保證事務(wù)T是

8、可恢復(fù)的。在一級(jí)封鎖協(xié)議中，對(duì)讀數(shù)據(jù)是不加S鎖的，所以它不能保證可重復(fù)讀和不讀“臟”數(shù)據(jù)。 二級(jí)封鎖協(xié)議除防止了丟失修改，還可進(jìn)一步防止讀“臟”數(shù)據(jù)。在二級(jí)封鎖協(xié)議中，由于讀完數(shù)據(jù)后立即釋放S鎖，所以它不能保證可重復(fù)讀。 在三級(jí)封鎖協(xié)議中，無(wú)論是讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)據(jù)都加長(zhǎng)鎖，即都要到事務(wù)結(jié)束時(shí)才釋放封鎖。所以三級(jí)封鎖協(xié)議除防止了丟失修改和不讀“臟”數(shù)據(jù)外，還進(jìn)一步防止了不可重復(fù)讀。 7. 試述活鎖的產(chǎn)生原因和解決方法。 答： 活鎖產(chǎn)生的原因：當(dāng)一系列封鎖不能按照其先后順序執(zhí)行時(shí)，就可能導(dǎo)致一些事務(wù)無(wú)限期等待某個(gè)封鎖，從而導(dǎo)致活鎖。 避免活鎖的簡(jiǎn)單方法是采用先來(lái)先服務(wù)的策略。當(dāng)多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求封鎖同一數(shù)

9、據(jù)對(duì)象時(shí)，封鎖子系統(tǒng)按請(qǐng)求封鎖的先后次序?qū)κ聞?wù)排隊(duì)，數(shù)據(jù)對(duì)象上的鎖一旦釋放就批準(zhǔn)申請(qǐng)隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)獲得鎖。 8. 請(qǐng)給出預(yù)防死鎖的若干方法。 答： 在數(shù)據(jù)庫(kù)中，產(chǎn)生死鎖的原因是兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)都已封鎖了一些數(shù)據(jù)對(duì)象，然后又都請(qǐng)求已被其他事務(wù)封鎖的數(shù)據(jù)加鎖，從而出現(xiàn)死等待。 防止死鎖的發(fā)生其實(shí)就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件。預(yù)防死鎖通常有兩種方法： （1）一次封鎖法 要求每個(gè)事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行。 （2）順序封鎖法 預(yù)先對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象規(guī)定一個(gè)封鎖順序，所有事務(wù)都按這個(gè)順序?qū)嵭蟹怄i。 不過(guò)，預(yù)防死鎖的策略不大適合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)。 9. 請(qǐng)給出檢測(cè)死鎖發(fā)生的一種方法，當(dāng)

10、發(fā)生死鎖后如何解除死鎖？ 答： 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一般采用允許死鎖發(fā)生，DBMS檢測(cè)到死鎖后加以解除的方法。 DBMS中診斷死鎖的方法與操作系統(tǒng)類似，一般使用超時(shí)法或事務(wù)等待圖法。 超時(shí)法是：如果一個(gè)事務(wù)的等待時(shí)間超過(guò)了規(guī)定的時(shí)限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖。超時(shí)法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但有可能誤判死鎖，事務(wù)因其他原因長(zhǎng)時(shí)間等待超過(guò)時(shí)限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)誤認(rèn)為發(fā)生了死鎖。若時(shí)限設(shè)置得太長(zhǎng)，又不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)死鎖發(fā)生。 DBMS并發(fā)控制子系統(tǒng)檢測(cè)到死鎖后，就要設(shè)法解除。通常采用的方法是選擇一個(gè)處理死鎖代價(jià)最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有鎖，使其他事務(wù)得以繼續(xù)運(yùn)行下去。當(dāng)然，對(duì)撤銷的事務(wù)所執(zhí)行的數(shù)據(jù)修改操作必須加以恢復(fù)。 10.

11、 什么樣的并發(fā)調(diào)度是正確的調(diào)度？ 答： 可串行化（Serializable）的調(diào)度是正確的調(diào)度。 可串行化的調(diào)度的定義：多個(gè)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié)果與按某一次序串行地執(zhí)行它們時(shí)的結(jié)果相同，我們稱這種調(diào)度策略為可串行化的調(diào)度。 11. 試述兩段鎖協(xié)議的概念。 答： 兩段鎖協(xié)議是指所有事務(wù)必須分兩個(gè)階段對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖和解鎖。 在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前，首先要申請(qǐng)并獲得對(duì)該數(shù)據(jù)的封鎖； 在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再申請(qǐng)和獲得任何其他封鎖。 “兩段”的含義是，事務(wù)分為兩個(gè)階段： 第一階段是獲得封鎖，也稱為擴(kuò)展階段。在這階段，事務(wù)可以申請(qǐng)獲得任何數(shù)據(jù)項(xiàng)上的任何類型的鎖，但是不能釋放任何

12、鎖。 第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。在這階段，事務(wù)釋放已經(jīng)獲得的鎖，但是不能再申請(qǐng)任何鎖。 12. 為什么要引進(jìn)意向鎖？ 意向鎖的含義是什么？ 答： 引進(jìn)意向鎖是為了提高封鎖子系統(tǒng)的效率。該封鎖子系統(tǒng)支持多種封鎖粒度。 原因是：在多粒度封鎖方法中一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象可能以兩種方式加鎖顯式封鎖和隱式封鎖。因此系統(tǒng)在對(duì)某一數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)不僅要檢查該數(shù)據(jù)對(duì)象上有無(wú)（顯式和隱式）封鎖與之沖突；還要檢查其所有上級(jí)結(jié)點(diǎn)和所有下級(jí)結(jié)點(diǎn)，看申請(qǐng)的封鎖是否與這些結(jié)點(diǎn)上的（顯式和隱式）封鎖沖突；顯然，這樣的檢查方法效率很低。為此引進(jìn)了意向鎖。 意向鎖的含義是：對(duì)任一結(jié)點(diǎn)加鎖時(shí)，必須先對(duì)它的上層結(jié)點(diǎn)加意向鎖。 例如事

13、務(wù)T要對(duì)某個(gè)元組加X(jué)鎖，則首先要對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IX鎖。換言之，對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)某個(gè)元組擬（意向）加X(jué)鎖。 引進(jìn)意向鎖后，系統(tǒng)對(duì)某一數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)不必逐個(gè)檢查與下一級(jí)結(jié)點(diǎn)的封鎖沖突了。例如，事務(wù)T要對(duì)關(guān)系R加X(jué)鎖時(shí)，系統(tǒng)只要檢查根結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)和R本身是否已加了不相容的鎖（如發(fā)現(xiàn)已經(jīng)加了IX，則與X沖突），而不再需要搜索和檢查R中的每一個(gè)元組是否加了X鎖或S鎖。 13. 試述常用的意向鎖：IS鎖，IX鎖，SIX鎖，給出這些鎖的相容矩陣。 答： IS鎖 如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IS鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬（意向）加S鎖。例如，要對(duì)某個(gè)元組加S鎖，則要首先對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IS鎖 IX鎖 如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬（意向）加X(jué)鎖。例如，要對(duì)某個(gè)元組加X(jué)鎖，則要首先對(duì)關(guān)系和數(shù)