データベーススペシャリスト 2012年 午前2 問19

二相ロックと直列可能性【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 各トランザクションのロック（LOCK）とアンロック（UNLOCK）の順序を確認する。
2. 「一度アンロックした後に新たなロックを取得していないか」を判定する（これが2PLの要件）。
3. すべてのトランザクションが2PLを満たしていれば直列可能性は保証される。満たさないものがあれば、非直列スケジュールが生じる可能性があるため不正解とする。
4. 必要なら競合（同一データへの読み／書き）の向きを見て依存グラフの循環の有無を想定する。

選択肢別の誤答解説

• ア：両トランザクションともに一見同一の操作順序に見えるが、図の通り最初にREADが来てその後でLOCKがあるなど「アクセスがロック外で行われている」部分があり、ロック制御の前提が破られている。また、LOCK/UNLOCKの扱いが正しくない（ロック取得前の読みや、操作順の不整合）と判断され、2PLに基づく直列化保証が成立しない。したがって直列可能性は保証できない。
• イ：T1・T2ともに a のロックを取得してから処理し、その後アンロックしてから b のロックを再取得している。つまり「アンロック後に別のロックを取得している」ため、各トランザクションが2PL（成長→縮小を一度だけ）の条件を満たしていない。2PL違反のため直列可能性は保証されない。
• ウ：T1がaをアンロックした後にbのロックを取得しており、これによりT1は2PLを満たさない。T2はa→bの順にロックしているように見えるが、少なくとも一方のトランザクションが2PLを破っているので、全体として直列可能性は保証されない。
• エ：両者ともロックの獲得は a → b の順で行い、アンロックは処理の後にまとめて行っている（アンロックしたあとに新たにロックを取ることはない）。つまり各トランザクションが2PLを満たしており、競合直列化が保証されるため直列可能性が成立する。

よくある誤解

• 「デッドロックの有無＝直列可能性の可否」ではない：デッドロックはロックの相互待ち（循環待ち）で発生する問題だが、直列可能性は操作順序に基づく競合の向き（依存グラフの循環）で判断する。両者は関連するが同一概念ではない。
• 「ロックの解放順（UNLOCKの順序）が違うと直列化できない」わけではない：重要なのは「一度ロックを解放した後に新たなロックを取得していないか」つまり2PLを満たしているかどうか。解放の順序自体は縮小段階の一部であり、直列化の成立に直接影響しない場合が多い。
• 「同じロック順序なら常に安全」ではない：同順序のロック取得はデッドロック回避に有効だが、各トランザクションが途中でロックを解放してから再取得するような2PL違反があれば非直列スケジュールが起こりうる。

補足コラム

• 2PL（二相ロック）の定義：トランザクションは「成長期（ロックの取得のみ）」と「縮小期（ロックの解放のみ）」の二段階で動作し、縮小期に入った後は新たなロックを取得してはならない。基本2PLはこれにより競合直列化（conflict serializability）を保証する。
• strict 2PL（厳格2PL）：排他ロックをコミットまで解放しないなどさらに強い条件で、リカバリ上の利点（ロールバック時の不整合回避）を持つ。問題文では基本的な2PLの遵守が問われている。
• 依存グラフの観点：操作間の競合（W→R, R→W, W→W）によりトランザクション間に辺を張ったとき、サイクルがあれば非直列可能。2PLを守ればこのサイクルがそもそも作られない。

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