软考高级系统架构设计师备考（十八）：数据库系统—事务管理与并发控制

软考高级系统架构设计师备考（十八）：数据库系统---事务管理与并发控制

核心考点包括：

事务管理与ACID特性
事务隔离级别
并发控制机制
数据库安全性
数据库备份策略
数据库故障与恢复

本文将系统讲解这些知识点，并配合典型例题帮助理解。

一、事务管理

1 事务的定义

事务是数据库中一组逻辑操作的集合，这些操作要么全部成功，要么全部失败。

2 ACID特性

1）原子性（Atomicity）

事务不可分割，要么全部执行，要么全部回滚。

2）一致性（Consistency）

事务执行前后数据库必须满足约束条件。

3）隔离性（Isolation）

多个事务之间互不干扰。

4）持久性（Durability）

事务提交后结果永久保存。

例题

以下属于事务特性的是：

A. 可恢复性 B. 原子性 C. 并发性 D. 高可用

答案：B

二、事务状态

事务执行过程中的状态：

活动（Active）
部分提交（Partially Committed）
提交（Committed）
失败（Failed）
终止（Terminated）

状态转换

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开始 → 活动 → 提交 → 终止  
         ↓  
        失败 → 回滚 → 终止

三、事务隔离级别

事务隔离级别用于控制并发事务之间的影响。

1 四种隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
读未提交（Read Uncommitted）	可能	可能	可能
读已提交（Read Committed）	不允许	可能	可能
可重复读（Repeatable Read）	不允许	不允许	可能
串行化（Serializable）	不允许	不允许	不允许

2 三种并发问题

1）脏读

读取未提交数据

2）不可重复读

同一数据多次读取结果不同

3）幻读

查询结果条数变化

例题

在"读已提交"隔离级别下，可能发生：

A. 脏读 B. 不可重复读 C. 不会发生任何问题 D. 丢失更新

答案：B

四、并发控制

1 并发问题总结

问题	描述
丢失更新	更新被覆盖
脏读	读未提交数据
不可重复读	数据变化
幻读	记录数变化

2 封锁机制

锁的类型

共享锁（S锁）------读锁
排他锁（X锁）------写锁

锁兼容性

	S锁	X锁
S锁	✔	✖
X锁	✖	✖

3 两段锁协议（2PL）

规则：

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加锁阶段：只能加锁  
解锁阶段：只能解锁

作用：

保证调度的可串行性

例题

两段锁协议的主要作用是：

A. 提高并发性 B. 保证一致性 C. 保证可串行化 D. 防止死锁

答案：C

五、数据库安全性

1 安全目标

保密性
完整性
可用性

2 安全控制方法

1）身份认证

用户登录验证

2）权限控制

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GRANT SELECT ON 表 TO 用户;
REVOKE SELECT ON 表 FROM 用户;

3）视图控制

限制用户访问部分数据

4）数据加密

防止数据泄露

例题

以下属于数据库安全机制的是：

A. 日志恢复 B. 权限控制 C. 索引优化 D. 查询优化

答案：B

六、数据库备份

1 备份的目的

保证数据安全，支持恢复。

2 常见备份方式

1）完全备份

备份全部数据

2）增量备份

备份变化部分

3）差量备份

备份自上次完全备份后的变化

对比

类型	恢复速度	存储成本
完全备份	快	高
增量备份	慢	低
差量备份	中	中

例题

恢复最复杂的是：

A. 完全备份 B. 增量备份 C. 差量备份 D. 日志备份

答案：B

七、数据库故障

1 故障类型

1）事务故障

程序错误、用户中断

2）系统故障

断电、系统崩溃

3）介质故障

磁盘损坏

八、数据库恢复

1 日志机制

数据库通过日志记录操作：

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Write-Ahead Logging（先写日志）

2 Undo / Redo

Undo

撤销未完成事务

Redo

重做已提交事务

恢复原则

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已提交 → Redo  
未提交 → Undo

例题

系统崩溃后：

T1 已提交 T2 未提交

恢复策略是：

A. T1 Undo，T2 Redo B. T1 Redo，T2 Undo C. 全部Redo D. 全部Undo

答案：B

九、检查点

作用：

减少恢复时间
限制日志扫描范围

十、综合例题

例题

事务执行如下：

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T1: 写A（未提交）  
T2: 读取A

问：

出现的问题是？

分析

T2读取了T1未提交数据

答案

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脏读

十一、软考高频考点总结

事务管理：

ACID特性
事务状态

事务隔离级别：

四级隔离
三大并发问题

并发控制：

锁机制
两段锁协议

安全性：

GRANT / REVOKE
视图

备份：

完全 / 增量 / 差量

恢复：

Undo / Redo
检查点

十二、总结

数据库运行机制是软考高级系统架构设计师考试中的重点内容。

本文重点讲解了：

事务管理与ACID
事务隔离级别
并发控制机制
数据库安全性
数据备份策略
故障与恢复机制