數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制練習和答案

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

2、協(xié)議 C. 三級封鎖協(xié)議 D. 零級封鎖協(xié)議 6 如果事務T獲得了數(shù)據(jù)項Q上的排他鎖，則T對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設事務T1和T2，對數(shù)據(jù)庫中地數(shù)據(jù)A進行操作，可能有如下幾種情況，請問哪一種不會發(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如果有兩個事務，同時對數(shù)據(jù)庫中同一數(shù)據(jù)進行操作，不會引起沖突的操作是（ ） 。 A. 一個是DELETE，一個是SELECT B. 一個是SELECT，一個是DELETE

3、C. 兩個都是UPDATE D. 兩個都是SELECT 9 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，死鎖屬于（ ）。 A. 系統(tǒng)故障 B. 事務故障 C. 介質(zhì)故障 D. 程序故障 二、簡答題 1. 在數(shù)據(jù)庫中為什么要并發(fā)控制？ 答： 數(shù)據(jù)庫是共享資源，通常有許多個事務同時在運行。 當多個事務并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫時就會產(chǎn)生同時讀取和/或修改同一數(shù)據(jù)的情況。若對并發(fā)操作不加控制就可能會存取和存儲不正確的數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)庫的一致性。所以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須提供并發(fā)控制機制。 2. 并發(fā)操作可能會產(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)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性包括三類：丟失修改、不可重復讀和讀“臟”數(shù)據(jù)。

4、 （1）丟失修改（Lost Update） 兩個事務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，導致T1的修改被丟失。 （2）不可重復讀（Non-Repeatable Read） 不可重復讀是指事務T1讀取數(shù)據(jù)后，事務T2執(zhí)行更新操作，使T1無法再現(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T1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，事務T2讀取同一數(shù)據(jù)后，T1由于某種原因被撤銷，這時T1已修改過的數(shù)據(jù)恢復原值，T2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫中的數(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)庫系統(tǒng)中可以采用時間戳方法來進行并發(fā)控制。 3. 什么是封鎖？ 答： 封鎖就是事務T在對某個數(shù)據(jù)對象例如表、記錄等操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，對其加鎖。加鎖后事務T就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務T釋放它的鎖之前，其他的事務不能更新此數(shù)據(jù)對象。 封鎖是實現(xiàn)并發(fā)控制的一個非常重要的技術(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，簡稱X鎖) 和共享鎖(Share Locks，簡稱S鎖)。 排它鎖又稱為寫鎖。若事務T對數(shù)據(jù)對象A加上X鎖，則只允許T

6、讀取和修改A，其他任何事務都不能再對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T對數(shù)據(jù)對象A加上S鎖，則事務T可以讀A但不能修改A，其他事務只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證了其他事務可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。 5. 什么是封鎖協(xié)議？不同級別的封鎖協(xié)議的主要區(qū)別是什么？ 答： 在運用封鎖技術(shù)對數(shù)據(jù)加鎖時，要約定一些規(guī)則。例如，在運用X鎖和S鎖對數(shù)據(jù)對象加鎖時，要約定何時申請X鎖或S鎖、何時釋放封鎖等。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。不同級別的封鎖協(xié)議，例如概論中介紹的三級封鎖協(xié)議，三級協(xié)議的主要區(qū)別在于什么操作需要申請封鎖，何時申請封鎖以及何時釋放鎖（即持鎖時間的長短）。 一級封鎖協(xié)議：事務T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對其加X鎖，直到事務結(jié)束才釋放。 二級封鎖協(xié)議：一級封鎖協(xié)議加上事務T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖。 三級封鎖協(xié)議：一級封鎖協(xié)議加上事務T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖，直到事務結(jié)束才釋放。 6. 不同封鎖協(xié)議與系統(tǒng)一致性級別的關(guān)系是什么？ 答： 不同的封鎖協(xié)議對應不同的一致性級別。 一級封鎖協(xié)議可防止丟失修改，并保證事務T是

8、可恢復的。在一級封鎖協(xié)議中，對讀數(shù)據(jù)是不加S鎖的，所以它不能保證可重復讀和不讀“臟”數(shù)據(jù)。 二級封鎖協(xié)議除防止了丟失修改，還可進一步防止讀“臟”數(shù)據(jù)。在二級封鎖協(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讀。 在三級封鎖協(xié)議中，無論是讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)據(jù)都加長鎖，即都要到事務結(jié)束時才釋放封鎖。所以三級封鎖協(xié)議除防止了丟失修改和不讀“臟”數(shù)據(jù)外，還進一步防止了不可重復讀。 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：當一系列封鎖不能按照其先后順序執(zhí)行時，就可能導致一些事務無限期等待某個封鎖，從而導致活鎖。 避免活鎖的簡單方法是采用先來先服務的策略。當多個事務請求封鎖同一數(shù)

9、據(jù)對象時，封鎖子系統(tǒng)按請求封鎖的先后次序?qū)κ聞张抨?，?shù)據(jù)對象上的鎖一旦釋放就批準申請隊列中第一個事務獲得鎖。 8. 請給出預防死鎖的若干方法。 答： 在數(shù)據(jù)庫中，產(chǎn)生死鎖的原因是兩個或多個事務都已封鎖了一些數(shù)據(jù)對象，然后又都請求已被其他事務封鎖的數(shù)據(jù)加鎖，從而出現(xiàn)死等待。 防止死鎖的發(fā)生其實就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件。預防死鎖通常有兩種方法： （1）一次封鎖法 要求每個事務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 預先對數(shù)據(jù)對象規(guī)定一個封鎖順序，所有事務都按這個順序?qū)嵭蟹怄i。 不過，預防死鎖的策略不大適合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。 9. 請給出檢測死鎖發(fā)生的一種方法，當

10、發(fā)生死鎖后如何解除死鎖？ 答： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般采用允許死鎖發(fā)生，DBMS檢測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，一般使用超時法或事務等待圖法。 超時法是：如果一個事務的等待時間超過了規(guī)定的時限，就認為發(fā)生了死鎖。超時法實現(xiàn)簡單，但有可能誤判死鎖，事務因其他原因長時間等待超過時限時，系統(tǒng)會誤認為發(fā)生了死鎖。若時限設置得太長，又不能及時發(fā)現(xiàn)死鎖發(fā)生。 DBMS并發(fā)控制子系統(tǒng)檢測到死鎖后，就要設法解除。通常采用的方法是選擇一個處理死鎖代價最小的事務，將其撤消，釋放此事務持有的所有鎖，使其他事務得以繼續(xù)運行下去。當然，對撤銷的事務所執(zhí)行的數(shù)據(jù)修改操作必須加以恢復。 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：多個事務的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當且僅當其結(jié)果與按某一次序串行地執(zhí)行它們時的結(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)議是指所有事務必須分兩個階段對數(shù)據(jù)項加鎖和解鎖。 · 在對任何數(shù)據(jù)進行讀、寫操作之前，首先要申請并獲得對該數(shù)據(jù)的封鎖； · 在釋放一個封鎖之后，事務不再申請和獲得任何其他封鎖。 “兩段”的含義是，事務分為兩個階段： 第一階段是獲得封鎖，也稱為擴展階段。在這階段，事務可以申請獲得任何數(shù)據(jù)項上的任

12、何類型的鎖，但是不能釋放任何鎖。 第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。在這階段，事務釋放已經(jīng)獲得的鎖，但是不能再申請任何鎖。 12. 為什么要引進意向鎖？ 意向鎖的含義是什么？ 答： 引進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數(shù)據(jù)對象可能以兩種方式加鎖顯式封鎖和隱式封鎖。因此系統(tǒng)在對某一數(shù)據(jù)對象加鎖時不僅要檢查該數(shù)據(jù)對象上有無（顯式和隱式）封鎖與之沖突；還要檢查其所有上級結(jié)點和所有下級結(jié)點，看申請的封鎖是否與這些結(jié)點上的（顯式和隱式）封鎖沖突；顯然，這樣的檢查方法效率很低。為此引進了意向鎖。 意向鎖的含義是：對任一結(jié)點加鎖時，必須先對它

13、的上層結(jié)點加意向鎖。 例如事務T要對某個元組加X鎖，則首先要對關(guān)系和數(shù)據(jù)庫加IX鎖。換言之，對關(guān)系和數(shù)據(jù)庫加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點某個元組擬（意向）加X鎖。 引進意向鎖后，系統(tǒng)對某一數(shù)據(jù)對象加鎖時不必逐個檢查與下一級結(jié)點的封鎖沖突了。例如，事務T要對關(guān)系R加X鎖時，系統(tǒng)只要檢查根結(jié)點數(shù)據(jù)庫和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 如果對一個數(shù)據(jù)對象加IS鎖，表示它的后裔結(jié)點擬（意向）加S鎖。例如，要對某個元組加S鎖，則要首先對關(guān)系和數(shù)據(jù)庫加IS鎖 IX鎖 如果對一個數(shù)據(jù)對象加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點擬（意向）加X鎖。例如，要對某個元組加X鎖，則要首先對關(guān)系和數(shù)