数据库系统概论—并发控制(精选)

数据库原理之并发控制并发控制是数据库管理系统中非常重要的一部分，它涉及到同时对数据库进行读写操作时的问题。

并发控制的目标是确保数据的一致性和可靠性，同时提高系统的性能和吞吐量。

在数据库中，同时进行读写操作可能导致以下问题：丢失修改、脏读、不可重复读和幻读。

并发控制的目标是解决这些问题，确保多个事务同时对数据库进行操作时，数据的一致性仍能得到保障。

为了达到并发控制的目标，数据库管理系统通常使用锁和事务的概念。

锁是数据库管理系统提供的一种机制，用于保护数据不被并发访问时产生的问题。

常见的锁有共享锁和排它锁。

共享锁允许多个事务同时读取数据，但阻止其他事务对数据进行修改。

排它锁禁止其他事务对数据进行读取和修改。

事务是一组数据库操作的逻辑单元，它将多个操作捆绑在一起，以确保它们能够作为一个原子操作运行。

事务具有四个属性，分别是原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

并发控制主要关注隔离性这个属性。

数据库管理系统会使用不同的并发控制技术来保证事务的隔离性。

其中最常见的技术是两阶段锁协议和多版本并发控制（MVCC）。

两阶段锁协议分为两个阶段：加锁阶段和解锁阶段。

在加锁阶段，事务申请和获得需要的锁，确保操作的原子性。

在解锁阶段，事务释放已经持有的锁，为其他事务提供机会。

多版本并发控制（MVCC）是一种基于时间戳的并发控制技术。

每个事务在开始时会被分配一个唯一的时间戳，用于标识事务的顺序。

数据库中的每个数据项都有一个或多个版本，每个版本都有一个时间戳，用于标识该版本创建的时间。

事务只能读取在其开始之前创建的版本，从而避免了脏读和不可重复读的问题。

除了锁和事务，数据库管理系统还使用了其他的并发控制技术，例如并发控制图（Concurrency Control Graph）、多粒度锁（Multigranularity Locking）和死锁检测和处理。

数据库系统概论习题集第⼋章数据库并发控制第⼋章数据库并发控制 ⼀、选择题 1．为了防⽌⼀个⽤户的⼯作不适当地影响另⼀个⽤户，应该采取（）。

A. 完整性控制B. 访问控制C. 安全性控制D. 并发控制 2. 解决并发操作带来的数据不⼀致问题普遍采⽤（）技术。

A. 封锁B. 存取控制C. 恢复D. 协商 3．下列不属于并发操作带来的问题是（）。

A. 丢失修改B. 不可重复读C. 死锁D. 脏读 4． DBMS普遍采⽤（）⽅法来保证调度的正确性。

A. 索引B. 授权C. 封锁D. ⽇志 5．事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放，这是（）。

A. ⼀级封锁协议B. ⼆级封锁协议C. 三级封锁协议D. 零级封锁协议 6．如果事务T获得了数据项Q上的排他锁，则T对Q（）。

A. 只能读不能写B. 只能写不能读C. 既可读⼜可写D. 不能读也不能写 7．设事务T1和T2，对数据库中地数据A进⾏操作，可能有如下⼏种情况，请问哪⼀种不会发⽣冲突操作（）。

A. T1正在写A，T2要读A B. T1正在写A，T2也要写A C. T1正在读A，T2要写A D. T1正在读A，T2也要读A 8．如果有两个事务，同时对数据库中同⼀数据进⾏操作，不会引起冲突的操作是（）。

A. ⼀个是DELETE，⼀个是SELECT B. ⼀个是SELECT，⼀个是DELETE C. 两个都是UPDATE D. 两个都是SELECT 9．在数据库系统中，死锁属于（）。

A. 系统故障B. 事务故障C. 介质故障D. 程序故障 选择题答案： (1) D (2) A (3) C (4) C (5) A (6) C (7) D (8) D (9) B　⼆、简答题 1. 在数据库中为什么要并发控制？ 答：数据库是共享资源，通常有许多个事务同时在运⾏。

当多个事务并发地存取数据库时就会产⽣同时读取和/或修改同⼀数据的情况。

若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的⼀致性。

数据库并发控制的概念1. 概念定义数据库并发控制是指在多个用户同时访问数据库时，保证事务的隔离性和一致性的一种机制。

它通过协调并发事务的执行顺序和访问资源的方式，解决了多个事务同时操作数据库可能引发的数据不一致、丢失更新等问题。

2. 重要性数据库并发控制是数据库系统中非常重要的一个组成部分，它具有以下重要性：2.1 提高系统吞吐量和响应时间通过允许多个用户同时访问数据库，可以提高系统的并发能力，从而提高系统的吞吐量和响应时间。

尤其对于大型企业级应用或高并发访问量的网站来说，良好的并发控制机制可以有效地提升系统性能。

2.2 保证数据一致性和完整性在多个事务同时访问数据库时，如果没有合适的并发控制机制，可能会导致数据不一致或丢失更新等情况。

通过并发控制机制，可以确保每个事务对数据进行正确、完整地操作，保证了数据的一致性和完整性。

2.3 避免资源竞争和冲突在并发环境下，多个事务可能同时访问和修改同一个数据资源，如果没有合适的并发控制机制，就会导致资源竞争和冲突。

通过并发控制机制，可以有效地避免多个事务之间的资源竞争和冲突，保证数据的正确性和完整性。

2.4 提高系统可靠性和稳定性良好的并发控制机制可以提高系统的可靠性和稳定性。

通过合理地控制并发事务的执行顺序和资源访问方式，可以减少死锁、活锁等并发问题的发生，并提高系统的容错能力。

3. 关键概念3.1 事务(Transaction)事务是指一组数据库操作语句的集合，这些语句要么全部执行成功，要么全部执行失败回滚。

事务具有ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性。

3.2 并发(Concurrency)并发是指多个事务同时访问数据库的能力。

在数据库中，并发通常是指多个用户或应用程序同时对数据库进行读取或写入操作。

3.3 锁(Lock)锁是一种用于控制对共享资源访问的机制。

在数据库中，并发控制通常通过锁来实现。

锁可以分为共享锁和排他锁，用于控制对数据的读取和写入操作。

数据库并发控制数据库并发控制是指在多个用户同时访问数据库时，保证数据一致性和并发执行效率的技术手段。

随着应用程序的复杂性和用户并发访问的增加，数据库并发控制显得尤为重要。

本文将探讨数据库并发控制的原理、常见的并发控制技术和实现方法。

一、并发控制原理在了解并发控制技术之前，我们先来了解一下并发控制的原理。

数据库并发控制的目标是要确保多个事务并发执行时，数据库的状态保持一致。

为了实现这个目标，数据库系统采用了以下基本原理：1. 事务隔离性：各个事务之间应该是互相隔离的，一个事务的执行不应该影响其他事务的执行。

2. 数据一致性：事务执行的结果必须是符合数据库的完整性约束和业务逻辑的。

3. 并发控制：对并发执行的事务进行调度和控制，防止数据的不一致和丢失。

二、并发控制技术1. 锁定机制锁定机制是最常见的并发控制技术之一。

通过给数据库的数据对象加锁，来控制事务对数据的访问。

常见的锁定技术有：共享锁、排他锁、意向锁等。

锁定机制能够有效地解决并发访问数据库时的数据一致性问题，但可能会导致死锁和性能下降的问题。

2. 多版本并发控制（MVCC）MVCC是一种乐观并发控制技术，通过为每个事务分配一个时间戳，并在数据库中保存数据的历史版本，从而实现事务的隔离性和并发执行效率。

MVCC不会对数据进行加锁，因此可以避免死锁问题，但可能会增加存储空间的消耗。

3. 时间戳序列化（TSO）时间戳序列化是一种并发控制技术，通过为每个事务分配一个时间戳，并将事务按照时间戳的大小进行排序，从而保证事务的执行顺序和数据的一致性。

TSO可以避免死锁问题，但可能会导致事务的回滚和重新执行。

三、并发控制实现方法在实际应用中，数据库并发控制可以通过以下几种方法来实现：1. 悲观并发控制（PCC）悲观并发控制是一种基于锁定机制的实现方法，它假设并发访问数据库的事务可能产生冲突，因此在事务执行之前，会对数据对象进行锁定，以避免数据的不一致和丢失。

第11章并发控制一、选择题1．实现数据库并发控制的主要方法是（）。

A．授权B．索引C．日志D．封锁【答案】D【解析】数据库管理系统对事务的并发执行进行控制，以保证数据库一致性，最常用的方法是封锁的方法，即当一个事务访问某个数据项时，以一定的方式锁住该数据项，从而限制其他事务对该数据项的访问。

2．在并发控制技术中最常用的是封锁，对于共享锁（S）和排他锁（X）来说，下面列出的相容关系中，哪一个是正确的（）。

A．X-X：相容B．S-S：相容C．S-X：相容D．X-S：相容【答案】B【解析】为了避免发生并发操作引起的数据不一致性问题，则采用数据封锁技术实现并发控制。

封锁是防止存取同一资源的用户之间相互干扰的机制，即当一个用户对数据库某个数据对象执行修改操作时，对该部分数据加锁，拒绝其他用户对该部分的并发访问要求，直至该事务执行完毕才释放数据对象；所以只有当两事务都是读取数据且都加S锁时才相容。

3．如果系统发生死锁，参与死锁的进程的个数至少是（）个。

A．3B．1C．2D．4【答案】C【解析】由于各进程互相独立地活动，不断申请和释放软硬件资源，可能会出现这样一种状态：两个或两个以上的进程彼此等待对方拥有的而又不会释放的资源，则所有进程都不能进一步向前运行，这种状态就称为死锁。

因此，参与死锁的进程至少是两个。

4．对数据对象施加封锁可能会引起活锁和死锁问题，避免活锁的简单方法是采用（）的策略。

A．顺序封锁法B．依次封锁法C．优先级高先服务D．先来先服务【答案】D【解析】活锁：某个事务永远得不到对某个数据资源的封锁，从而永远处于等待状态的现象；采用先来先服务的策略可以有效地避免活锁。

5．二级封锁协议可防止（）。

A．不可重复读、丢失修改B．读“脏”数据C．读“脏”数据、丢失修改D．不可重复读、读“脏”数据【答案】C【解析】一级封锁协议可防止丢失修改；二级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据；三级封锁协议可防止丢失修改、读“脏”数据和不可重复读。

数据库系统概论之并发控制并发控制是数据库系统中一个重要的概念，它指的是同时运行的多个事务之间对共享资源的访问和操作的控制。

在数据库系统中，多个用户可能同时对数据库进行读操作或者写操作，为了保证数据的一致性和完整性，必须要对并发操作进行控制。

并发控制的目标是确保多个事务的执行在数据库系统中能够正确、有序地进行，而不会出现冲突、混乱等问题。

在实现并发控制的过程中，需要解决的主要问题有以下几个方面：1.数据库锁定机制：锁是最常用的控制并发的工具之一、通过对数据进行加锁，可以控制事务对数据的访问，保证了数据的一致性。

常见的锁有共享锁和排他锁，共享锁允许多个事务读取同一份数据，而排他锁只允许一个事务对数据进行修改。

通过合理的使用锁，可以提高并发处理的效率和性能。

2.事务隔离级别：事务隔离级别定义了多个事务之间的隔离程度，即一个事务对数据库所做的修改对其他事务是否可见。

常见的事务隔离级别有READUNCOMMITTED、READCOMMITTED、REPEATABLEREAD和SERIALIZABLE。

不同的隔离级别对并发控制的实现方式和性能有不同的影响。

3.死锁处理：死锁指的是多个事务互相等待对方释放资源，导致无法继续进行下去的情况。

数据库系统需要检测和处理死锁，以保证系统的正常运行。

常见的死锁处理方法有超时、死锁检测和死锁恢复等。

除了以上三个方面，还有其他一些并发控制的技术和策略可以提高系统的并发处理能力，例如多版本并发控制（MVCC）、时间戳、快照隔离等。

这些技术和策略可以根据不同的应用场景和需求来选择和应用。

在实际应用中，合理设计和使用并发控制机制可以提高数据库系统的性能和并发处理能力。

但是，过度的并发控制也可能导致系统性能下降。

因此，在设计数据库系统时，需要综合考虑并发控制的复杂性、性能和系统需求，做出合理的选择和权衡。

总之，并发控制是数据库系统中一个重要的概念，通过对多个事务的并发执行进行控制，保证了数据的一致性和完整性。

数据库原理并发控制数据库原理并发控制是数据库管理系统中非常重要的一部分，它涉及到多个用户对数据库进行并发访问时的数据一致性和并发性问题。

并发控制的目标是确保数据库中数据的正确性和完整性，并且尽可能地提高系统的并发性能。

并发访问数据库可能会导致以下问题：丢失更新、读脏数据、不可重复读和幻影问题。

为了解决这些问题，数据库管理系统采用了各种并发控制技术。

一种常见的并发控制技术是基于锁的并发控制。

锁是一种用来保护共享资源的机制，数据库管理系统会在读或写操作开始时给资源（如数据页或数据行）加锁，其他并发事务在请求访问该资源时需要等待锁的释放。

加锁可以分为两个层次，共享锁和排他锁。

共享锁允许多个事务同时读取资源，而排他锁只允许一个事务对资源进行读/写操作。

锁的使用可以解决并发访问可能遇到的各种问题。

例如，加锁可以防止丢失更新问题，因为只有一个事务能够同时获得写锁，其他事务需要等待该锁释放才能进行写操作。

此外，读操作通常不需要加锁，因此可以并发执行。

除了锁之外，数据库管理系统还使用了其他一些并发控制技术，如多版本并发控制（MVCC）。

MVCC通过为每个事务创建时间戳来实现并发控制。

每个事务在读取数据时可以看到先前已提交的版本，并在写入时创建一个新版本。

这种方式避免了不可重复读和幻影问题。

并发控制还涉及到事务的隔离级别。

数据库管理系统定义了四个隔离级别：读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

这些隔离级别决定了事务在并发访问中能够看到其他事务的哪些修改。

较低的隔离级别可以提高并发性能，但可能会导致一些数据一致性问题。

并发控制还必须解决死锁问题。

死锁是指两个或多个事务相互等待对方释放资源的情况，导致系统无法继续执行。

为了避免死锁，数据库管理系统使用了死锁检测和死锁解决技术。

死锁检测可以周期性地检查系统是否存在死锁，而死锁解决技术可以主动解除死锁。

在实际应用中，数据库管理系统还可以根据应用程序的特点和性能需求选择不同的并发控制策略。