并发控制 课后答案-简述并发控制
数据库并发控制例题
数据库并发控制例题摘要：一、数据库并发控制概述1.并发控制的目的2.并发控制的基本概念二、并发控制的方法1.封锁技术2.时间戳技术3.乐观并发控制4.悲观并发控制三、并发控制的例题解析1.封锁技术例题2.时间戳技术例题3.乐观并发控制例题4.悲观并发控制例题正文：一、数据库并发控制概述在数据库系统中，为了提高系统的并发性能和事务处理能力，需要对多个事务同时访问同一数据资源进行有效的控制。
这就是数据库并发控制的任务。
并发控制的主要目的是保证数据的一致性和完整性，防止出现脏读、不可重复读和幻读等问题。
并发控制涉及的基本概念包括事务、事务管理、并发事务、冲突、隔离级别等。
事务是数据库中的一种逻辑工作单元，它是一个原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）的操作序列。
事务管理是指数据库系统对事务的并发执行进行控制的过程。
并发事务是指多个事务同时访问同一份数据。
冲突是指多个事务对同一份数据进行读写操作时产生的不一致现象。
隔离级别是指事务在并发执行时，对其他事务可见的程度。
二、并发控制的方法为了实现并发控制，数据库系统采用了以下几种方法：1.封锁技术：通过封锁数据资源，限制对数据的访问，以保证数据的一致性和完整性。
封锁技术包括共享锁和排他锁。
共享锁允许多个事务同时对数据加锁，但只允许读取数据。
排他锁只允许一个事务对数据加锁，其他事务既不能读取也不能修改数据。
2.时间戳技术：通过为事务分配时间戳，来控制事务的执行顺序。
时间戳较小的事务优先执行，以避免冲突。
时间戳技术包括乐观时间戳和悲观时间戳。
乐观时间戳在事务开始执行时分配，并随着事务的执行不断更新。
悲观时间戳在事务开始执行前分配，并在事务执行过程中保持不变。
3.乐观并发控制：不进行实际的资源封锁，而是在提交事务时检查数据的一致性和完整性。
如果数据在提交前已经被其他事务修改，则回滚事务并重试。
乐观并发控制依赖于事务的预处理和后处理，通过这两阶段来检测和解决冲突。
什么是数据库并发控制数据库并发控制的主要方法是
什么是数据库并发控制数据库并发控制的主要方法是数据库并发控制是指在多个用户同时访问数据库的情况下，保证数据的一致性和完整性的一种技术。
在并发环境下，多个用户可以同时访问和修改数据库中的数据，这可能产生一些并发问题，例如丢失修改、读脏数据、不可重复读等。
为了解决这些问题，需要采取一系列的措施来保证数据的正确性。
数据库并发控制的主要方法有以下几种：1.锁定机制锁定是最常用的一种数据库并发控制方法。
当一个用户访问一些数据项时，系统会给该数据项加上锁，其他用户在需要访问该数据项时会被阻塞，直到该用户释放锁。
通过锁定机制，可以保证每次访问的数据是一致的，避免了丢失修改、脏读等问题。
常见的锁定方法包括共享锁和排他锁。
2.事务事务是数据库并发控制的另一种重要方法。
事务是由一组数据库操作语句组成的逻辑工作单元，它要么全部执行，要么全部回滚。
通过将一组操作语句封装在事务中，可以保证这些操作之间的一致性。
数据库管理系统通过实现ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）来保证事务的正确执行。
3.时间戳机制时间戳机制是一种基于时间戳的并发控制方法。
它给数据库中的每个数据项分配一个时间戳，用来表示该数据项最后一次被读或写的时间。
当一个用户访问一些数据项时，系统会检查该用户的时间戳与数据项的时间戳是否一致，如果不一致，则说明有其他用户已经修改了该数据项，当前用户需要重新读取。
通过时间戳机制，可以避免不可重复读等问题。
4.多版本并发控制（MVCC）多版本并发控制是一种较新的并发控制方法，它利用版本号或时间戳来实现数据的并发访问。
每次用户读取一个数据项时，系统会为其创建一个快照版本，并且记录该用户读取了哪个版本。
当其他用户要修改该数据项时，系统会为其创建一个新的版本，保留修改前的版本。
通过多版本并发控制，可以实现读操作与写操作的并发进行，从而提高数据库系统的并发性能。
5.乐观并发控制（OCC）乐观并发控制是一种相对于悲观并发控制的一种方法。
并发控制
第11章 并发控制一、选择题：1、．设有两个事务T1、T2，其并发操作如下所示，下面评价正确的是 。
A ．该操作不存在问题B ．该操作丢失修改C ．该操作不能重复读D ．该操作读“脏”数据 答案：B2、设有两个事务T1、T2，其并发操作如下所示，下面评价正确的是 。
A ．该操作不存在问题B ．该操作丢失修改C ．该操作不能重复读D ．该操作读“脏”数据答案：C3、设有两个事务T1、T2，其并发操作如下所示，下列评价正确的是 。
A ．该操作不存在问题B ．该操作丢失修改C ．该操作不能重复读D ．该操作读“脏”数据 答案：D4、解决并发操作带来的数据不一致性总是普遍采用 。
A ．封锁B ．恢复C ．存取控制D ．协商 答案：A5、若事务T 对数据R 已经加X 锁，则其他事务对数据R 。
A．可以加S锁不能加X锁B．不能加S锁可以加X锁 C．可以加S锁也可以加X锁D．不能加任何锁答案：D6、关于“死锁”，下列说法中正确的是。
A．死锁是操作系统中的问题，数据库操作中不存在 B．在数据库操作中防止死锁的方法是禁止两个用户同时操作数据库C．当两个用户竞争相同资源时不会发生死锁 D．只有出现并发操作时，才有可能出现死锁答案：D7、对并发操作若不加以控制，可能会带来问题。
A．不安全B．死锁C．死机D．不一致答案：D8、并发操作会带来哪些数据不一致性。
A．丢失修改、不可重复读、脏读、死锁 B．不可重复读、脏读、死锁C．丢失修改、脏读、死锁 D．丢失修改、不可重复读、脏读答案：D二、填空题1、DBMS的基本工作单位是事务，它是用户定义的一组逻辑一致的程序序列；并发控制的主要方法是机制。
答案：封锁2、有两种基本类型的锁，它们是共享锁和排它锁。
答案：①共享锁②排它锁三、简答题1、叙述数据库中死锁产生的原因和解决死锁的方法。
答：死锁产生的原因：封锁可以引起死锁。
比如事务T1封锁了数据A，事务T2封锁了数据B。
T1又申请封锁数据B，但因B被T2封锁，所以T1只能等待。
简述数据库的并发控制概念以及并发控制的主要方法
简述数据库的并发控制概念以及并发控制的主要方法数据库的并发控制是指在多个用户同时访问数据库的情况下，确保数据的一致性和完整性。
并发控制的主要目标是在保证数据库事务的正确执行的同时，提高数据库系统的并发性能。
并发控制的概念：并发控制是指对同一资源的访问是受到一定的控制，以确保数据库的一致性和完整性。
在数据库系统中，多个用户可以同时执行事务，而这些事务可能会对数据库中的数据进行读取和修改操作。
并发控制机制必须保证多个事务对数据库的并发执行不会导致数据的不一致性和冲突。
并发控制的主要方法：1.锁定机制：锁定是指在事务执行期间，对被访问的数据进行加锁，以防止其他事务对该数据进行修改。
锁定机制可以分为共享锁（用于读操作）和排他锁（用于写操作）。
当事务需要对一些数据项进行读取或修改时，需要先获取相应的锁。
如果资源已经被其他事务锁定，则当前事务需要等待资源释放后才能继续执行。
2.时间戳机制：时间戳是给每个事务分配的一个唯一的标识，用来标记事务的开始时间或提交时间。
事务执行期间，每个事务所访问的数据都会被标记上时间戳，以记录事务对数据的读取和修改操作。
在并发执行时，系统可以根据时间戳的顺序来判断事务的串行执行顺序，从而避免冲突和不一致性。
3.多版本并发控制（MVCC）：MVCC是在每个数据项上维护多个版本的数据，每个事务执行时，可以根据事务的时间戳或版本号来读取对应的数据版本。
MVCC对读取操作不加锁，只对写操作加锁，从而提高了并发性能。
当一个事务需要修改一些数据时，会生成新的数据版本，并将新版本的指针指向旧版本，这样其他事务可以继续读取旧版本的数据，不会被阻塞。
4.乐观并发控制：乐观并发控制假设在事务提交时不会发生冲突，因此不对数据进行加锁。
当事务提交时，系统会检查该事务对数据修改时是否发生冲突。
如果没有冲突，该事务的修改操作会被接受，否则会被回滚，重新执行。
除了以上主要的并发控制方法，还有一些辅助的并发控制技术，如死锁检测和恢复、并发控制粒度的调整、多级锁技术等。
数据库基础与应用第二版课后答案王珊李盛恩编著
数据库基础与应用1．数据（DB）：数据实际上是描述事物的符号纪录。
2．数据库: 数据库实际上是长期存储在计算机内的有组织的、可共享的数据集合。
3．从文件系统的视角上看去，文件是无结构的，文件只是一个字节流，因此，我们经常把文件叫做流式文件，实际上文件的数据是有结构的，数据的结构需要程序员通过编写程序来建立和维护。
4．数据库应用可以分为两大类：联机事务处理（OLTP）,联机分析处理（OLAP）.联机事务处理解决了组织结构业务自动化问题，而联机分析处理帮助管理层更好的分析组织结构的运站情况。
5. 数据库管理系统（DBMS）:数据库管理系统是一类重要的软件，由一组程序组成。
其主要功能是完成对数据库的定义、数据操作。
提供给用户一个简明的接口，实现事务处理等。
6．数据库管理系统的基本功能：数据的定义功能数据操作功能数据库的运行和管理数据库的建立和维护功能7．数据库管理系统由两大部分组成：查询处理器存储管理器8．层次结构：应用层语言翻译层数据存取层数据存储层操作系统数据库9. 数据库系统：数据库系统是基于数据库的计算机应用的系统，有四部分组成数据库数据管理系统应用系统用户。
10. 数据库管理员的职责：（1）决定数据库中要存储的数据及数据结构（2）决定数据库的存储结构和存取策略（3）保证数据的安全性和完整性（4）监控数据库的使用和运行（5）数据库的改进和重组重构11．数据模型的三要素：数据结构数据操作完整性约束12. 数据结构是所研究的对象的类型的集合，这些对象是数据库的组成成分，他们包含两类：一类是与数据之间联系有关的对象。
一类是与数据之间联系有关的对象。
13. 数据操作:数据库主要有检索和更新（插入、删除、修改）两大类操作。
14.在关系模型中任何关系都要满足实体完整性和参照完整性。
15.三种数据模型：概念模型逻辑模型物理模型逻辑模型中有：层次模型网状模型关系模型面向对象模型对象关系模型其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。
操作系统中的并发控制
操作系统中的并发控制随着计算机技术的不断发展，操作系统已成为现代计算机系统中不可或缺的核心组成部分。
在多用户、多任务的环境下，操作系统需要管理和控制资源的分配和调度，以确保系统的高效运行和资源的合理利用。
而其中一个重要的方面就是并发控制。
一、什么是并发控制在操作系统中，所谓并发指的是两个或多个事件在同一时间间隔内同时发生的情况。
而并发控制则是指对多个并发执行的进程或线程进行协调和管理，以避免出现潜在的问题，如资源竞争、死锁等。
二、并发控制的目标并发控制的目标是确保多个进程或线程在并发执行过程中能够正确地共享和访问资源，并且不会发生竞争条件和冲突。
主要包括以下几个方面：1. 互斥访问：确保同一时间内只有一个进程或线程能够访问共享资源，避免数据的不一致性和错误的结果。
2. 死锁避免：通过合理的资源分配和进程调度，防止进程陷入循环等待的状态，造成系统无法正常进行的情况。
3. 同步执行：确保多个进程或线程按照特定的顺序进行执行，避免因执行顺序不确定而导致的问题。
三、并发控制的方法为了实现并发控制，操作系统采用了多种方法和机制，下面介绍其中常见的几种方法。
1. 互斥锁：互斥锁是一种最常见的并发控制机制，通过给共享资源加锁，并在访问资源前先判断锁的状态，以实现临界区的互斥访问。
2. 信号量：信号量是一种用于进程间同步和互斥的机制，通过对共享资源进行计数和操作，实现资源的互斥访问和进程的同步执行。
3. 读写锁：读写锁是一种特殊的互斥锁，允许多个线程同时对共享资源进行读操作，但在有写操作时需要互斥访问。
4. 事件：事件是一种用于线程同步的机制，通过线程之间的信号通知来实现特定操作的协调和同步。
5. 临界区：临界区是一段代码，在多个进程或线程中同时访问时需要进行互斥控制的区域，通过临界区的互斥访问实现并发控制。
四、并发控制的应用并发控制在操作系统中的应用广泛，影响着系统的性能和用户体验。
以下是几个常见的应用场景：1. 数据库管理系统：数据库管理系统需要确保多个用户能够同时对数据库进行读写操作，但又不会导致数据的冲突和不一致。
数据库原理与技术课后答案
数据库原理与技术课后答案1. 简述数据库管理系统（DBMS）的作用和优点。
数据库管理系统是一种软件工具，用于管理和控制数据库的创建、维护、访问和使用等各个方面。
其主要作用如下：- 数据组织：DBMS通过定义数据结构和类型，实现数据的有序组织和存储，提高数据的组织性和结构性。
- 数据共享：DBMS可以为多个用户提供并发访问数据库的能力，实现数据共享和协同工作。
- 数据安全：DBMS提供了权限管理、数据备份和恢复等功能，保护数据库的安全性和一致性。
- 数据一致性：DBMS能够确保数据的一致性，维护数据库中各个数据之间的联系和完整性。
- 数据查询和处理：DBMS提供了灵活的查询语言和数据处理功能，方便用户对数据库进行查询、分析和操作。
DBMS的优点包括：- 数据共享和协作：多个用户可以同时访问和使用数据库，提高了工作效率和资源利用率。
- 数据一致性和完整性：DBMS确保数据库中的数据一致性和完整性，避免了数据冗余和错误。
- 数据安全和可靠性：DBMS提供了权限管理、数据备份和恢复等功能，保护数据库的安全和可靠性。
- 数据的易管理性和可维护性：DBMS提供了管理和维护数据库的工具和功能，简化了数据管理和维护的工作。
- 数据的高效访问和处理：DBMS提供了高效的数据访问和处理能力，提高了数据的查询和处理效率。
2. 简述关系型数据库和非关系型数据库的特点和应用场景。
关系型数据库特点：- 数据存储：关系型数据库使用表格形式存储数据，表格由行和列组成，每行表示一个记录，每列表示一个字段。
- 结构化数据：关系型数据库要求数据先定义表结构，再进行数据录入，确保数据的一致性和完整性。
- 支持SQL查询：关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）进行数据查询和操作，具有较高的查询灵活性和表达能力。
- ACID特性：关系型数据库支持ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）特性，保证数据的一致性和可靠性。
关系型数据库应用场景：- 需要严格的数据一致性和完整性的应用，如金融系统、电子商务系统等。
-数据库原理及应用第二版-第1-4章习题答案-课后习题
-数据库原理及应用第二版-第1-4章习题答案-课后习题数据库原理及应用第二版第1-4章习题答案课后习题---1. 第一章习题答案1.1 什么是数据库管理系统（DBMS）？提供三个具体例子。
DBMS是一种软件系统，用于管理和组织大量数据的存储和访问。
具体例子包括MySQL，Oracle和Microsoft SQL Server。
1.2 数据库系统由哪些基本组成部分构成？简要描述每个组成部分的功能。
数据库系统由以下组成部分构成：- 数据库：用于存储和组织数据的集合。
- 数据库管理系统（DBMS）：负责管理和操作数据库的软件系统。
- 应用程序：使用数据库中的数据进行特定任务的软件程序。
- 用户：通过应用程序和DBMS与数据库进行交互的人。
1.3 什么是数据库模式（schema）？它包括哪些内容？数据库模式是数据库的逻辑结构和特征的描述。
它包括实体（Entity）、属性（Attribute）、关系（Relationship）以及约束条件等内容。
1.4 什么是数据库实例（instance）？它包括哪些内容？数据库实例是指在内存中运行的数据库系统。
它包括当前数据库中的数据以及与之相关的缓冲区、连接信息和其他控制结构等内容。
1.5 简述数据库管理系统的主要功能。
- 数据定义功能：定义和描述数据库模式。
- 数据操作功能：实现对数据库的增、删、改、查等操作。
- 数据控制功能：管理用户访问权限，并确保数据的完整性和安全性。
- 数据库恢复功能：通过备份和恢复机制保护数据的持久性。
- 并发控制功能：维护多个用户同时访问数据库的一致性和隔离性。
2. 第二章习题答案2.1 数据库系统中的数据模型是什么？它的目的是什么？数据模型是数据库中数据的逻辑表示方式。
它的目的是描述数据之间的关系以及数据的特性和约束条件。
2.2 列举并简要描述常见的数据模型。
- 层次模型：将数据组织成树状结构，通过父节点和子节点之间的关系表示数据之间的层次关系。
《数据库技术与应用》第9章 并发控制 习题答案
第9章并发控制1. 试述DBMS中采用并发控制的目的。
解：并发控制是以事务为单位进行的。
DBMS中的并发控制的目的是确保在多个事务同时存取数据库中同一数据时不破坏事务的隔离性和统一性以及数据库的统一性。
2. 试述共享锁和排他锁的含义。
解：排它锁又称为写锁。
排他锁是最严格的一类封锁，当需要对表进行插入、删除或更新操作时，应该使用排他锁。
当一个事务对某数据加上排他锁后，其他事务不得对该数据对象施加任何封锁。
共享锁又称为读锁。
当一个事务队某数据对象加上共享锁后，其他事务可以读取该数据，不能对该数据对象做任何修改。
共享锁可以保证最大的并发性，任何数量的用户可以同时对相同的数据施加共享锁。
3. 试述死锁是如何产生的，列举一些常见的预防死锁的方法。
解：产生死锁的原因是两个或多个事务都锁定了一些数据库对象，然后又都需要锁定对方的数据库对象失败而需要等待所造成的。
预防死锁通常有两种方法：一次封锁法和顺序封锁法。
一次封锁法要求每个事务一次就将要操作的数据库对象全部锁定，否则就不继续执行。
该方法会降低系统的并发度。
顺序封锁法要求预先对数据库对象规定一个封锁顺序，所有事务都按这个顺序来实行封锁。
该方法算法复杂，成本高。
4. 简述数据库系统中经常用到检测和解除死锁的方法。
解：数据库系统中检测死锁一般使用超时法或事务等待图法。
数据库管理系统一般采用如下方法来解除死锁：在循环等待的事务中，选择一个事务作为牺牲者，给其他事务“让路”。
回滚牺牲的事务，释放其获得的锁及其他资源。
将释放的锁让给等待它的事务。
5. 简述多粒度封锁的含义以及优点。
解：同时支持多种锁定粒度供事务选择的封锁方法叫做多粒度封锁。
其中，封锁对象可以是数据库、表、记录、列、索引等的逻辑单元，也可以是数据页或索引页、块等的物理单元。
采用多种粒度封锁能够提高并发度和减少锁的数量。
6. 试述意向锁的含义，简要介绍几种常见的意向锁。
解：意向锁的含义是，如果对一个节点加某种意向锁，则会对该节点的各级下级节点加这种锁；如果对一个节点加某种锁，则必须先对该节点的各级上级节点加这种意向锁。
数据库系统原理课后答案第一章
数据库系统原理课后答案第⼀章1.1 名词解释(1) DB：即数据库（Database),是统⼀管理的相关数据的集合。
DB能为各种⽤户共享，具有最⼩冗余度，数据间联系密切，⽽⼜有较⾼的数据独⽴性。
(2) DBMS：即数据库管理系统（Database Management System)，是位于⽤户与操作系统之间的⼀层数据管理软件，为⽤户或应⽤程序提供访问DB的⽅法，包括DB的建⽴、查询、更新及各种数据控制。
DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、⽹状型、关系型、⾯向对象型DBMS。
(3) DBS：即数据库系统（Database System),是实现有组织地、动态地存储⼤量关联数据，⽅便多⽤户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采⽤了数据库技术的计算机系统。
(4) 1：1联系：如果实体集E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的⼀个实体有联系，反之亦然，那么实体集E1对E2的联系称为“⼀对⼀联系”，记为“1：1”。
(5) 1：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，⽽E2中每个实体⾄多和E1中的⼀个实体有联系，那么E1对E2的联系是“⼀对多联系”，记为“1：N”。
(6) M：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么E1对E2的联系是“多对多联系”，记为“M：N”。
(7) 数据模型：模型是对现实世界的抽象。
在数据库技术中，表⽰实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型”。
它可分为两种类型：概念数据模型和结构数据模型。
(6) 概念数据模型：是独门于计算机系统的模型，完全不涉及信息在系统中的表⽰，只是⽤来描述某个特定组织所关⼼的信息结构。
(9) 结构数据模型：是直接⾯向数据库的逻辑结构，是现实世界的第⼆层抽象。
这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，所以称为“结构数据模型”。
结构数据模型应包含：数据结构、数据操作、数据完整性约束三部分。
并发控制(完成)
并发控制 ----两段锁协议
两段锁协议—— 是指所有事务必须分两个阶段对数 据项加锁和解锁： 1. 在对任何数据进行读、写操作之前，首先要 申请并获得对该数据的封锁。 2. 在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得 任何其他封锁。
并发控制 ----两段锁协议
“两段”锁的含义： 事务分为两个阶段。 第一阶段——获得封锁，也称为扩展阶段。在这一阶段， 事务可以申请获得任何数据项上的任何类型的锁，但 是不能释放任何锁。
并发控制 ----两段锁协议
遵守两段锁协议的事务发生死锁 T1 T2
Slock B 读B=2 Slock A 读A=2
Xlock A 等待 等待
Xlock B 等待
并发控制 ---封锁的粒度
• • • • 封锁的对象的大小称为封锁粒度（Granularity）。 封锁的对象可以是逻辑单元，也可以是物理单元。 以关系数据库为例，封锁对象可以是： 这样一些逻辑单元: 这样一些物理单元: 属性值、 页(数据页或索引页)、 属性值的集合、 块等 元组、 关系、 索引项、 整个索引 整个数据库；
并发控制 ---封锁的粒度
• 封锁粒度与系统的并发度和并发控制的开销密切相关。 • 直观地看，封锁的粒度越大，数据库所能够封锁的数 据单元就越少，并发度就越小，系统开销也越小；反 之，封锁的粒度越小，并发度较高，但系统开销也就 越大。 • 如果在一个系统中同时支持多种封锁粒度供不同的事 务选择是比较理想的，这种封锁方法称为多粒度封锁 （multiple granularity locking）。
第二阶段——释放封锁，也称为收缩阶段。在这阶段， 事务可以释放任何数据项上的任何类型的琐，但是不 能再申请任何琐。
并发控制 ----两段锁协议
简述数据库的并发控制概念以及并发控制的主要方法
简述数据库的并发控制概念以及并发控制的主要方法数据库的并发控制是指如何管理并发操作以保证多个用户可以同时访问数据库而不会发生冲突或数据不一致的情况。
并发控制是数据库管理系统（DBMS）中非常重要的一个方面，它确保了数据库系统的一致性、有效性和可靠性。
并发控制的主要目标是解决以下三个问题：数据冲突、丢失修改和不可重复读。
数据冲突指的是在并发操作中，不同事务对同一数据进行读取和修改可能产生的冲突。
丢失修改是指在并发操作中，一个事务的修改可能被另一个事务的修改覆盖，导致第一个事务的修改丢失。
不可重复读是指在并发操作中，一个事务对同一数据进行多次读取可能得到不同的结果。
为了实现并发控制，数据库管理系统采用了多种方法。
主要的方法包括：加锁、时间戳排序和多版本并发控制（MVCC）。
加锁是最常用的并发控制方法之一、它通过在事务对数据进行读取或修改时，对相关数据对象加上适当的锁，以限制其他事务对数据的访问。
加锁可以防止并发操作中的数据冲突和丢失修改，但也可能引入死锁和饥饿等问题。
时间戳排序是另一种常见的并发控制方法。
每个事务都会被赋予一个时间戳，用来标识它的开始时间。
在执行事务操作时，数据库管理系统会根据事务的时间戳来判断其是否可以执行，以及如何排序并发事务的完成顺序。
通过时间戳排序，可以避免不可重复读和丢失修改等问题，但可能引入读脏等问题。
多版本并发控制是一种基于时间戳的并发控制方法的变种。
它使用类似时间戳排序的机制，但对每个数据对象都维护多个版本，并在事务读取数据时选择适当的版本。
通过多版本并发控制，可以实现更高的并发性和读取一致性，但增加了数据库存储和维护的开销。
此外，还有一些其他的并发控制方法，如乐观并发控制、快照隔离等。
这些方法各有特点，适用于不同的并发控制需求。
总之，并发控制是数据库管理系统中必不可少的一部分，它通过合理的数据访问控制，保证了数据库的一致性和可靠性。
不同的并发控制方法有不同的优缺点，在实际应用中需要根据系统的需求选择合适的方法。
数据库管理系统中的并发控制
数据库管理系统中的并发控制随着计算机科学和信息技术的发展，数据库技术也不断进步。
数据库系统不仅可以帮助我们存储数据，还可以提供数据的检索、更新、删除等功能，大大提高了我们对数据的利用效率。
在使用数据库系统时，一个重要的问题就是如何处理并发操作。
并发指多个用户或进程同时访问数据库系统的情况。
如果不加控制，这些并发操作可能会引起一些问题，如数据不一致、丢失更新、死锁等。
因此，数据库管理系统中必须有有效的并发控制机制来保证数据的一致性和完整性。
一、并发控制的基本概念并发控制是指在一个数据库系统中，多个用户或进程同时访问某个数据对象时所采用的一系列技术手段。
其目的在于保障并发操作对数据的完整性和一致性。
常用的并发控制技术主要有锁、事务和多版本并发控制等。
1. 锁锁是最常用的并发控制技术之一。
通过加锁，可以使得某个数据对象同时只能被一个用户或进程访问，从而保证数据的一致性和完整性。
常见的锁包括读锁（共享锁）和写锁（排它锁）两种类型。
在读锁的情况下，多个用户可以同时读取同一数据对象，但不能进行修改。
在写锁的情况下，只有一个用户可以修改数据对象，其他用户必须等待该用户释放锁之后才能进行修改。
锁的应用范围包括表锁、行锁、页锁等。
2. 事务事务是一组数据库操作，它们被看作是一个不可分割的单元，要么全部执行，要么全部放弃。
数据库管理系统通常采用ACID （原子性、一致性、隔离性、持久性）模型来保障事务的正确执行。
在ACID模型中，原子性要求事务是不可分割的，即要么全部执行，要么全部撤回；一致性要求事务操作结果必须是合法的；隔离性要求多个事务互相独立运行，互不影响；持久性要求事务一旦提交，其操作结果就会被永久保存。
3. 多版本并发控制多版本并发控制（MVCC）是数据库管理系统中常用的一种并发控制技术。
其采用了多版本数据模型，即对于每个数据对象，维护不同版本的数据，而不是像传统的数据模型中只维护一份数据。
不同版本的数据对象被标识为不同的时间戳，用户可以根据时间戳访问对应版本的数据。
操作系统的并发控制
操作系统的并发控制操作系统是计算机系统中管理和控制计算机硬件与软件资源的核心程序。
在多任务操作系统中，多个进程同时运行，需要操作系统提供并发控制机制来确保进程间的正常协调和资源的合理分配。
本文将介绍操作系统的并发控制的概念、分类以及常见的并发控制机制。
一、概述并发是指多个进程同时执行的状态，是多任务操作系统中的基本特性。
并发控制是指对并发操作进行管理和协调的一种机制，目的是保证资源的正确使用和进程的正常运行。
二、分类根据并发控制机制的不同，可以将并发控制分为两大类，即互斥操作和同步操作。
1. 互斥操作互斥操作是指对能被多个进程访问的共享资源进行互斥访问，以防止并发操作导致数据不一致或冲突。
常见的互斥操作机制有互斥锁、信号量和读写锁等。
- 互斥锁：通过设置一个标志位来控制共享资源的访问，一次只允许一个进程对资源进行操作，其他进程需要等待当前进程释放锁才能继续执行。
- 信号量：通过一个计数器来控制对共享资源的访问，根据计数器的值来判断资源是否可用，通过对计数器的增减来实现进程间的同步和互斥。
- 读写锁：在读操作和写操作之间进行协调，允许多个进程同时进行读操作，但是只允许一个进程进行写操作。
2. 同步操作同步操作是指对进程的执行进行协调与同步，保证进程按照一定的顺序执行。
常见的同步操作机制有信号量、条件变量和屏障等。
- 条件变量：用于在进程间传递信息和进行同步操作，进程可以等待某个特定条件满足后再继续执行。
- 屏障：用于同步多个并发进程的执行，在所有进程到达屏障之前进行等待，待所有进程都到达后才能一起继续执行。
三、实现方式实现并发控制可以采用硬件支持和软件支持的方式。
1. 硬件支持硬件支持是指通过硬件设备来实现并发控制。
常见的硬件支持有自旋锁和多处理器系统。
- 自旋锁：使用忙等待的方式，即进程一直占用处理器不进行调度，直到获取到锁才能继续执行。
适用于锁竞争较小的情况。
- 多处理器系统：在多处理器系统中，每个处理器都可以独立执行不同的任务，从而提高系统的并发性能。
操作系统的并发控制
操作系统的并发控制操作系统的并发控制是指多个任务同时执行的能力，它是计算机系统中一个重要的概念。
合理的并发控制能够提高系统的资源利用率、响应速度和处理能力。
本文将探讨操作系统的并发控制，并分析几种常见的并发控制方法。
一、概述并发控制是操作系统的核心功能之一，它是指操作系统管理多个任务之间的执行顺序和协调资源的分配。
在单核处理器的情况下，操作系统通过快速切换任务的方式实现并发控制。
而在多核处理器的情况下，操作系统需要更加复杂的调度算法来实现并发控制。
二、进程与线程进程是操作系统中能够独立运行的最小单位，它拥有独立的地址空间和系统资源。
线程是进程中的一个执行单元，同一个进程中的多个线程可以共享该进程的资源。
操作系统通过对进程和线程的调度来实现并发控制。
三、互斥锁互斥锁是一种常见的并发控制机制，它用于保护共享资源的访问。
当一个线程获得互斥锁时，其他线程需要等待该线程释放锁才能继续执行。
互斥锁的实现通常基于硬件的原子操作。
四、信号量信号量是一种广泛应用的并发控制机制，它可以用于资源的互斥访问和同步操作。
信号量可以分为二进制信号量和计数信号量两种类型。
当二进制信号量的值为1时，表示某个资源可用；当值为0时，表示资源不可用。
计数信号量的值可以大于1，它表示某个资源的可用数量。
五、死锁死锁是并发控制中必须要解决的问题，它指的是多个进程或线程因竞争资源而陷入无限等待的状态。
死锁的发生可能导致系统崩溃或无法继续正常运行。
常见的解决死锁的方法包括资源分配图法、银行家算法和死锁预防等。
六、调度算法调度算法是实现并发控制的关键，它决定了进程或线程的执行顺序。
常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转和多级反馈队列等。
不同的调度算法适用于不同的场景，可以根据系统的需要进行选择和优化。
七、并发控制的优化为了提高系统的并发能力和性能，还可以采用一些优化方法。
例如，可以使用读写锁来提高对共享资源的访问效率；可以利用线程池来管理线程的创建和销毁；可以使用分布式锁来实现多台服务器之间的并发控制等。
分布式数据库考试总结-并发控制
第五章并发控制1、并发执行存在的问题丢失更新不一致分析依赖于未提交更新2、调度：指事务处理执行的一个操作序列… 事务的操作分为两类：Ri(x)、Wi(x)… 调度序列S1：Rj (x) Wj(y) Ri (x) Wi(x) Rk (y)… 一组事务的调度必须包含这些事务的所有操作… 调度中某个事务的操作顺序必须保持与该事务原有的顺序相同调度的操作之间可能存在冲突… 读-写冲突… 写-写冲3、串行调度设有一组事务T={T1, T2, …,Tn}, 如果事务Ti的所有操作都先于事务Tj的操作, 记为Ti < Tj。
若一个调度S, 其每个事务的执行对所有的i≠j，均有Ti < Tj或者是Tj<Ti，记为S={ …< Ti < Tj< …}, 称S 是一个串行调度。
… 一个事务的第一个动作是在另一个事务的最后一个动作完成后开始。
即调度中事务的各个操作不会交叉，每个事务相继执行。
… 串行调度总是可以正确执行，但是串行调度效率很低。
4、一致性调度如果调度可以使得数据库从一个一致性状态转变为另一个一致性状态，则称该调度为一致性调度。
… 串行调度总可以使数据库保持一致，属于一致性调度。
调度等价（冲突等价）… 不同调度S1和S2是等价的，其充分条件是：对任意一对冲突操作< Oi, Oj>，在调度S1中Oi优先Oj而在调度S2中Oi也优先Oj。
… 冲突操作两个对同一数据项进行的操作中，有一个写操作，两者即为冲突操作。
5、可串行化调度… 如果一个调度等价于某个串行调度，则该调度称为可串行化调度。
… 可串行化调度可以通过一系列非冲突操作的交换，调整为串行调度。
6、锁的类型… 共享锁：Share锁，S锁或者读锁… 排它锁：eXclusive锁，X锁，拒绝锁或写锁。
… 更新锁：Update锁，U锁（将被更新）读写锁并不能保证事务调度的可串行性。
7、封锁准则P1428、… 多粒度封锁协议1)必须遵守锁的相容性规则；2)必须首先封锁树的根节点，可以用任何一种方式的锁；3)只有节点N 的父节点以IS 或IX 方式封锁后, 节点N 才可以以S 或IS 方式封锁；4)只有当节点N 的父节点以IX 或SIX 方式封锁后,节点N 才可以以X、IX 或SIX方式封锁；5)为遵循2PL协议，事务T在释放任何节点前，必须获得所有的锁；6)在事务T为节点N 解锁前，必须先对其子节点解锁。
并发控制
三种常用的意向锁： 意向共享锁(Intent Share Lock，简称IS锁)； 意向排它锁(Inient Exclusive Lock，简称IX锁)； 共享意向排它锁(Share Intent Exclusive Lock，简称SIM锁)。
8．7．2 意向锁
意向锁的含义是如果对一个结点加意向锁，则说明该结点的下层结点正在被加锁； 对任一结点加锁时，必须先对它的上层结点加意向锁。
例如，对任一元组加锁时，必须先对它所在的关系加意向锁。 事务T要对关系Rl加X锁时，系统只要检查根结点数据库和关系R1是否已加了不相 容的锁，而不再需要搜索和检查R1中的每一个元组是否加了X锁。
•基本的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锁类型有两种：
(1)排它锁（Exclusive Locks，简称X锁)
排它锁又称为写锁。A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事务都不 能再对A加任何类型的锁 .
(2)共享锁(ShareLocks，简称S锁)
共享锁又称为读锁。若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A但不能修 改A，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁
一、活锁
8．4 活锁和死锁
•避免活锁的简单方法是采用先来先服务的策略。
二、死锁
目前在数据库中解决死锁问题主要有两类方法: (1)采取一定措施来预防死锁的发生， (2)允许发生死锁，采用一定手段定期诊断系统中有无死锁，若有则解除之。
1．死锁的预防 (1)一次封锁法
一次封锁法要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不 能继续执行。
•在二级封锁协议中，由于读完数据后即可释放S锁，所以它不能保证可重复读。
三、三级封锁协议
•三级封锁协议是：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁， 直到事务结束才释放。
并发控制-课后答案
并发控制■课后答案数据T2读入同一数 °T1和 （覆盖了 ）T1 可 读是使重复无 roll 0 复读疋读包括 ⑶读表、' 表。
重4. 4.要基第八章并发控制「答:本本锁封类型Exclusive Lock 匚 Share Locks,简称 S排它锁又称为写锁。
若事篦旅T 对数据对象A *排锁锁又对为加任if!锁对其他任& 加上共锁卅和可以读事但不能修改居对其A加上但如何释封锁机制保证之据不 先对该进能样之前操!求对 绝，T 2锁。
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这样就不会丢 锁新才,丁w① ZlDck 3②读A=16*'in&ck Mv^vVTrwv^rv③ A-*-JL-l務J写回A=15Commit 等待*Unlock A荻得切读 A=15-' 写回A=14t⑤Unlock 2制议uw 锁 序地执行就可以避性修改、不可重复读和读"脏"数据等数据不一致 区别是是么是么锁协议？不同级别的封锁协议的主要 一些规答则:在运如 加锁等则要约 (lockin封议；疋或Protocol:口封锁技术对数据加加锁 在运用则X !和 论的封锁协中么操三级封的请封锁/何时申请封锁以及何时释放锁（即持锁。
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不加可恢脏"数据II完数良封后立致性保证操事操事作务作务结结结结束束束束释释释释放放放放不丢失修改不读"脏"数据可重复读8.什么是活锁？什么是死锁？答：TI T2 T3 T4lockR的封锁远等系统这批准■lock R■等待lock R .Un lock 等待■lock R■等待■等待■等待■等待■等待Un lock 等待■等待■lock R■等待.活锁的含实是该 R2,然于封锁R 1等因. 封锁等待因锁 结束等待成-一T2T1务等待时间太长，似乎被 R2待lock R1等待9试述活活锁产 照其待某顺序： 策略避当 数略子系 10.请待个被其他 的条防止预［原因和解决方法。
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第八章并发控制习题解答和解析1. 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。
所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。
2. 2.并发操作可能会产生哪几类数据不一致?用什么方法能避免各种不一致的情况?答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读"脏"数据。
(1)丢失修改(Lost Update)两个事务T1和T2读入同一数据并修改,T2提交的结果破坏了(覆盖了)T1提交的结果,导致T1的修改被丢失。
(2)不可重复读(Non -Repeatable Read)不可重复读是指事务T1读取数据后,事务T2执行更新操作,使T1无法再现前一次读取结果。
不可重复读包括三种情况:详见《概论》8.1(P266)。
(3)读"脏"数据(Dirty Read)读"脏"数据是指事务T1修改某一数据,并将其写回磁盘,事务T2读取同一数据后,T1由于某种原因被撤销,这时T1已修改过的数据恢复原值,T2读到的数据就与数据库中的数据不一致,则T2读到的数据就为"脏"数据,即不正确的数据。
避免不一致性的方法和技术就是并发控制。
最常用的技术是封锁技术。
也可以用其他技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制。
3. 3.什么是封锁?答：封锁就是事务T在对某个数据对象例如表、记录等操作之前,先向系统发出请求,对其加锁。
加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制,在事务T释放它的锁之前,其他的事务不能更新此数据对象。
封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。
4. 4.基本的封锁类型有几种?试述它们的含义。
答：基本的封锁类型有两种：排它锁(Exclusive Locks, 简称X 锁)和共享锁(Share Locks,简称S 锁)。
排它锁又称为写锁。
若事务T对数据对象A加上X锁,则只允许T读取和修改A，其他任何事务都不能再对A加任何类型的锁,直到T释放A上的锁。
这就保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。
共享锁又称为读锁。
若事务T对数据对象A加上S锁,则事务T可以读A但不能修改A,其他事务只能再对A加S锁,而不能加X锁,直到T释放A上的S锁。
这就保证了其他事务可以读A,但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。
5.如何用封锁机制保证数据的一致性?答：DBMS在对数据进行读、写操作之前首先对该数据执行封锁操作,例如下图中事务T1在对A进行修改之前先对A执行XLock(A),即对A加X锁。
这样,当T2请求对A加X锁时就被拒绝，T2只能等待T1释放A上的锁后才能获得对A的X锁,这时它读到的A是T1更新后的值,再按此新的A值进行运算。
这样就不会丢失T1的更新。
DBMS按照一定的封锁协议,对并发操作进行控制,使得多个并发操作有序地执行,就可以避免丢失修改、不可重复读和读"脏"数据等数据不一致性。
6.什么是封锁协议?不同级别的封锁协议的主要区别是什么?答：在运用封锁技术对数据加锁时,要约定一些规则。
例如,在运用X锁和S锁对数据对象加锁时,要约定何时申请X锁或S锁、何时释放封锁等。
这些约定或者规则称为封锁协议(locking Protocol)。
对封锁方式约定不同的规则,就形成了各种不同的封锁协议、不同级别的封锁协议,例如《概论》8.3中介绍的三级封锁协议,三级协议的主要区别在于什么操作需要申请封锁,何时申请封锁以及何时释放锁(即持锁时间的长短)。
一级封锁协议：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。
二级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁,读完后即可释放S锁。
三级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁,直到事务结束才释放。
7.不同封锁协议与系统一致性级别的关系是什么?答：不同的封锁协议对应不同的一致性级别。
一级封锁协议可防止丢失修改,并保证事务T是可恢复的。
在一级封锁协议中,对读数据是不加S锁的,所以它不能保证可重复读和不读"脏"数据。
二级封锁协议除防止了丢失修改,还可进一步防止读"脏"数据。
在二级封锁协议中,由于读完数据后立即释放S锁,所以它不能保证可重复读。
在三级封锁协议中,无论是读数据还是写数据都加长锁，即都要到事务结束才释放封锁。
所以三级封锁协议除防止了丢失修改和不读"脏"数据外,还进一步防止了不可重复读。
下面的表格清楚地说明了封锁协议与系统一致性的关系。
8.什么是活锁?什么是死锁?答：TI T2 T3 T4lock R . . .. lock R . .. 等待lock R .Unlock等待. lock R. 等待. 等待. 等待. 等待. 等待Unlock 等待. 等待. lock R. 等待. .如果事务T1封锁了数据R，事务T2飞又请求封锁R,于是T2等待。
T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了T3的请求,T2仍然等待。
然后T4又请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后系统又批准了T4的请求……T2有可能永远等待,这就是活锁的情形。
活锁的含义是该等待事务等待时间太长，似乎被锁住了,实际上可能被激活。
如果事务Tl封锁了数据R1,T2封锁了数据R2，然后T1又请求封锁R2,因T2已封锁了R2,于是T1等待T2释放R2上的锁。
接着T2又申请封锁R1,因T1已封锁了R1,T2也只能等待T1释放Rl上的锁。
这样就出现了T1在等待T2,而T2又在等待Tl的局面,T1和T2两个事务永远不能结束,形成死锁。
T1 T2lock R1 .. lock R2. .lock R2 .等待.等待lock R1等待等待9.试述活锁的产生原因和解决方法。
答：活锁产生的原因：当一系列封锁不能按照其先后顺序执行时,就可能导致一些事务无限期等待某个封锁,从而导致活锁。
避免活锁的简单方法是采用先来先服务的策略。
当多个事务请求封锁同一数据对象时,封锁子系统按请求封锁的先后次序对事务排队,数据对象上的锁一旦释放就批准申请队列中第一个事务获得锁。
10.请给出预防死锁的若干方法。
答：在数据库中,产生死锁的原因是两个或多个事务都已封锁了一些数据对象,然后又都请求已被其他事务封锁的数据加锁,从而出现死等待。
防止死锁的发生其实就是要破坏产生死锁的条件。
预防死锁通常有两种方法：(1)一次封锁法,要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁,否则就不能继续执行；(2)顺序封锁法,预先对数据对象规定一个封锁顺序,所有事务都按这个顺序实行封锁。
不过,预防死锁的策略不大适合数据库系统的特点,具体原因可参见《概论》8.4。
11.请给出检测死锁发生的一种方法,当发生死锁后如何解除死锁?答：数据库系统一般采用允许死锁发生,DBMS检测到死锁后加以解除的方法。
DBMS中诊断死锁的方法与操作系统类似,一般使用超时法或事务等待图法。
超时法是：如果一个事务的等待时间超过了规定的时限，就认为发生了死锁。
超时法实现简单,但有可能误判死锁,事务因其他原因长时间等待超过时限时,系统会误认为发生了死锁。
若时限设置得太长,又不能及时发现死锁发生。
DBMS并发控制子系统检测到死锁后,就要设法解除。
通常采用的方法是选择一个处理死锁代价最小的事务,将其撤消,释放此事务持有的所有锁,使其他事务得以继续运行下去。
当然,对撤销的事务所执行的数据修改操作必须加以恢复。
12.什么样的并发调度是正确的调度?答：可串行化(Sertalizable)的调度是正确的调度。
可串行化的调度的定义：多个事务的并发执行是正确的,当且仅当其结果与按某一次序串行执行它们时的结果相同,称这种调度策略为可串行化的调度。
13.设T1,T2,T3是如下的3个事务：T1:A:=A+2;T2:A:=A*2;T3:A:=A**2;设A的初值为0。
(1)若这3个事务允许并行执行,则有多少可能的正确结果,请一一列举出来。
答:A的最终结果可能有2、4、8、16。
因为串行执行次序有T1 T2 T3、T1 T3 T2、T2 T1 T3、T2 T3 T1、T3 T1 T2、T3 T2 T1。
对应的执行结果是16、8、4、2、4、2。
(2)请给出一个可串行化的调度,并给出执行结果答：T1 T2 T3slock AY=A=OUnlock AXlock ASlock AA=Y+2等待写回A(=2)等待Unlock A等待Y=A=2Unlock AXlock ASlock AA=Y*2 等待写回A(=4)等待Unlock A等待Y=A=4Unlock AXlock A写回A(=16)Unlock A最后结果A为16,是可串行化的调度。
(3)请给出一个非串行化的调度,并给出执行结果。
答：T1 T2 T3Slock AY=A=0Unlock ASlock AY=A=0Xlock A等待Unlock AA=Y+2写回A(=2) Slock AUnlock A等待Y=A=2Unlock AXlock AXlock A等待A=Y**2等待写回A(=4)等待Unlock AA=Y*2写回A(=0)Unlock A最后结果A 为0, 为非串行化的调度。
(4)若这3个事务都遵守两段锁协议,请给出一个不产生死锁的可串行化调度。
答：T1 T2 T3Slock AY=A=OXlock AA=Y+2 Slock A写回A(=2) 等待Unlock A 等待Y=A=2Xlock A等待Slock AA=Y*2 等待写回A(=4) 等待Unlock A 等待Y=A=4Xlock AA=Y**2写回A(=16)Unlock A(5)若这3个事务都遵守两段锁协议,请给出一个产生死锁的调度。
答：T1 T2 T3Slock AY=A=0Slock AY=A=0Xlock A等待Xlock A等待Slock AY=A=0Xlock A等待14.试述两段锁协议的概念。
答：两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。
•在对任何数据进行读、写操作之前,首先要申请并获得对该数据的封锁；•在释放一个封锁之后,事务不再申请和获得任何其他封锁。
"两段"的含义是,事务分为两个阶段：第一阶段是获得封锁,也称为扩展阶段,在这阶段,事务可以申请获得任何数据项上的任何类型的锁,但是不能释放任何锁；第二阶段是释放封锁,也称为收缩阶段,在这阶段,事务释放已经获得的锁,但是不能再申请任何锁。