データベーススペシャリスト 2023年 午前2 問12

二相ロック方式【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文が問う概念を「ロックの取得と解放の順序」に絞る。
2. 2PLの定義を思い出す：ロック操作は「増大（獲得）」と「縮小（解放）」の2フェーズで行われること。
3. 各選択肢を2PLの定義および派生（strict 2PL など）と照合する。
4. 「獲得が先、解放はその後」である選択肢が一致するものを正解と判断する（すなわち選択肢エ）。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「全てのトランザクションが直列に制御され、デッドロックが発生することはない。」
  • 誤り。2PLはスケジュールのシリアライズ可能性（直列化可能な結果）を保証しますが、トランザクションが必ず直列実行されるわけではなく、並行実行は行われます。並行性によりロック競合が生じるため、デッドロックは発生し得ます。2PLはデッドロックを防ぐ仕組みではありません（検出・回避・予防の別途対策が必要）。
• イ: 「コミット順序は、トランザクション開始の時刻順となるように制御される。」
  • 誤り。2PLは開始時刻順にコミットさせるような制御を行いません。コミット順はトランザクションの実行状況に依存し、開始時刻順に強制されることはありません。したがってコミット順序と開始時刻は無関係です。
• ウ: 「トランザクションは、自身が獲得したロックを全て解除した後にだけ、コミット操作を実行できる。」
  • 誤り。一般的な2PLではコミットはトランザクションの終了時に行われますが、ロックをすべて解放してからコミットする、という順序を必須とするものではありません。むしろ strict 2PL の場合は排他ロックをコミットまで保持し、コミット時に解放する方式であり、解放→コミットの強制は当てはまりません。ウの記述は逆の順序を要求しており不正確です。

よくある誤解

1. 「二相ロックはコミット後に必ずロックを解除する」
   • 誤解。標準的な2PLの原則は「増大（獲得）→縮小（解放）」であり、縮小フェーズに入った後は新たなロックを取れませんが、解放のタイミング自体は実装に依存します。strict 2PL では排他ロックをコミットまで保持してから解放しますが、通常の2PLではコミット前に一部ロックを解放する実装もあり得ます。
2. 「2PLはデッドロックを防ぐ」
   • 誤解。2PLはシリアライズ可能性を保証しますが、ロック競合によりデッドロックが発生する可能性は残ります。デッドロック対策（タイムアウト、待ちグラフ検出＋ロールバック、順序付けによる事前回避など）が別途必要です。
3. 「strict 2PL と 2PL は同じ」
   • 誤解。strict 2PL（厳格2PL）は排他ロックをコミットまで保持する追加制約があり、これによりカスケードロールバックを防げる点で違います。一般的な2PLはより緩い定義です。

補足コラム

• 2PLのバリエーション
  • strict 2PL：排他ロックをトランザクションのコミット（またはロールバック）まで保持する。これにより他トランザクションが未コミットデータを読み取れず、カスケードロールバックを防止できる。
  • rigorous 2PL：共有ロックも含めて全てのロックをコミットまで保持する。より厳格で安全性が高いが並行性は低下する。
• シリアライズ可能性との関係
  • 2PLを満たすスケジュールは常にシリアライズ可能であるため、一貫性を保てます。逆は成り立ちません（シリアライズ可能でも2PLを必ず満たすとは限らない）。
• 実装上の注意点
  • ロックの種類（共有Sロック、排他Xロック）、ロックの昇格（S→X）やデッドロック検出（待ちグラフ）手法などが重要です。

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