第16講事務(wù)的概念及恢復(fù)技術(shù)

1、第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用第第8章章 事務(wù)管理事務(wù)管理 事務(wù)及其恢復(fù)事務(wù)及其恢復(fù) 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制引言引言 為什么要引入“事務(wù)”？ 什么是事務(wù)（ TRANSACTION ）？ 如何對(duì)事務(wù)進(jìn)行管理使其發(fā)揮作用？第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制本章內(nèi)容本章內(nèi)容 事務(wù)的概念事務(wù)的概念 事務(wù)管理事務(wù)管理 恢復(fù)恢復(fù) 并發(fā)控制并發(fā)控制第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念 事務(wù)的概念事務(wù)的概念 事務(wù)管理事務(wù)管理 恢復(fù)恢復(fù) 并發(fā)控制并發(fā)控制第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制【例例】從客戶從

2、客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 從賬戶從賬戶A劃出劃出5000元元向賬戶向賬戶B劃入劃入5000元元Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1);Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2);故障故障如何保證在發(fā)生故障后如何保證在發(fā)生故障后數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性？數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性？ 事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制【例例】從客戶從客戶A A的賬戶（的賬戶（500500元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬5050元和元和100100元給客元給客戶戶B B和客戶和客戶C

3、C。 時(shí)間步驟步驟終端終端1A賬戶值賬戶值終端終端21 1500Read(A，t1) ;2 2Read(A，t1) ; t1 := t1-100; 3 3 t1 := t1-50; 400Write(A，t1); 4 4Write(A，t1);450Read(C，t2) ; 5 5Read(B，t2) ; t2 := t2+100; 6 6t2 := t2+50; Write(C，t2);7 7Write(B，t2);如何保證存在并行操作如何保證存在并行操作的數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性？的數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性？ 事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制 1976年，年，James Gr

4、ay提出了提出了“事務(wù)處理技術(shù)事務(wù)處理技術(shù)” Transaction Processing: Concepts and Techniques http:/www.lgdx.mtn/jyjs/wljx/virtualclassroom.html 獲獲1998年圖靈獎(jiǎng)年圖靈獎(jiǎng)事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念 在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)用于建立在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)用于建立現(xiàn)實(shí)世界中一些企業(yè)狀態(tài)的模型?，F(xiàn)實(shí)世界中一些企業(yè)狀態(tài)的模型。 事務(wù)就是一種為了維護(hù)企業(yè)狀態(tài)與數(shù)據(jù)事務(wù)就是一種為了維護(hù)企業(yè)狀態(tài)與數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致的與數(shù)據(jù)庫(kù)交互的程序。庫(kù)狀態(tài)一致的與數(shù)據(jù)庫(kù)

5、交互的程序。 事務(wù)可能是為了響應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中影響企業(yè)狀事務(wù)可能是為了響應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中影響企業(yè)狀態(tài)的事件而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的更新。態(tài)的事件而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的更新。 事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念 在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，事務(wù)是一組需要一起在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，事務(wù)是一組需要一起執(zhí)行的操作序列，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的邏執(zhí)行的操作序列，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的邏輯工作單元。輯工作單元。 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)事務(wù)中包含的操作可在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)事務(wù)中包含的操作可以是一條以是一條 SQL 語(yǔ)句、一組語(yǔ)句、一組 SQL 語(yǔ)句或整個(gè)語(yǔ)句或整個(gè)程序。程序。事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢

6、復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的定義 事務(wù)的開(kāi)始與結(jié)束可以由程序員顯式控制事務(wù)的開(kāi)始與結(jié)束可以由程序員顯式控制，或由，或由 DBMS 按缺省規(guī)定自動(dòng)劃分事務(wù)。按缺省規(guī)定自動(dòng)劃分事務(wù)。 在在 SQL 語(yǔ)言中，定義事務(wù)的語(yǔ)句有三條語(yǔ)言中，定義事務(wù)的語(yǔ)句有三條 BEGIN TRANSACTION：事務(wù)開(kāi)始：事務(wù)開(kāi)始 COMMIT：提交，事務(wù)正常結(jié)束：提交，事務(wù)正常結(jié)束 ROLLBACK：撤消事務(wù)，回滾到開(kāi)始狀態(tài)：撤消事務(wù)，回滾到開(kāi)始狀態(tài)事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B

7、 B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; IF（ t1 0 ）THEN 打印打印 金額不足，不能轉(zhuǎn)帳金額不足，不能轉(zhuǎn)帳 ； ROLLBACK ； ELSE Write(A，t1); Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2); Commit; Select t1：=num from accountwhere accountno=AUpdate account Set num= t1where accountno=A第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 事務(wù)具有四個(gè)特性事務(wù)具

8、有四個(gè)特性 原子性（原子性（ Atomicity ） 一致性（一致性（ Consistency ） 隔離性（隔離性（ Isolation ） 持久性（持久性（ Durability ）事務(wù)的事務(wù)的ACID特性特性事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 原子性原子性（Atomicity） 一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作，是一個(gè)不一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作，是一個(gè)不可分割的工作單元。事務(wù)中包括的諸操作可分割的工作單元。事務(wù)中包括的諸操作要么都執(zhí)行完，要么要么都執(zhí)行完，要么沒(méi)有執(zhí)行沒(méi)有執(zhí)行。 每個(gè)事務(wù)要么提交，要么因異常中止而回每個(gè)事務(wù)要么提交，要么因異常中止而回滾

9、。滾。 事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念原子性要求系統(tǒng)要原子性要求系統(tǒng)要撤銷該事務(wù)撤銷該事務(wù)故障故障【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1); Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2) Commit 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 一致性一致性（ Consistency ） 事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一

10、個(gè)一致事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性一個(gè)一致性狀態(tài)。狀態(tài)。 執(zhí)行完事務(wù)后數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)滿足完整性約束；執(zhí)行完事務(wù)后數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)滿足完整性約束； 新?tīng)顟B(tài)反映事務(wù)成功提交的結(jié)果。新?tīng)顟B(tài)反映事務(wù)成功提交的結(jié)果。事務(wù)的概念事務(wù)的概念數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)的正確性。據(jù)的正確性。第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1); Re

11、ad(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2) Commit 完整性約束：完整性約束： 不能透支轉(zhuǎn)賬不能透支轉(zhuǎn)賬一致性要求轉(zhuǎn)賬結(jié)束一致性要求轉(zhuǎn)賬結(jié)束后賬戶總額不變后賬戶總額不變第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 隔離性隔離性（ Isolation ）一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對(duì)其他并發(fā)事務(wù)一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對(duì)其他并發(fā)事務(wù)是隔離的，并發(fā)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)間不能互相干擾。執(zhí)行的事務(wù)間不能互相干擾。任一事務(wù)的更新操作在其成功提交前對(duì)其他事務(wù)是任一事務(wù)的更新操作在其成功提交前對(duì)其他事務(wù)是不可見(jiàn)的。不可見(jiàn)的。事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第

12、16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念【例例】從客戶從客戶A A的賬戶（的賬戶（500500元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬5050元和元和100100元給客元給客戶戶B B和客戶和客戶C C。 時(shí)間步驟步驟終端終端1A賬戶值賬戶值終端終端21 1500Read(A，t1) ;2 2Read(A，t1) ; t1 := t1-100; 3 3 t1 := t1-50; 400Write(A，t1); 4 4Write(A，t1);450Read(C，t2) ; 5 5Read(B，t2) ; t2 := t2+100; 6 6t2 := t2+50; Write(C，t2)

13、;7 7Write(B，t2);第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念 T1T2 TimeRead(A，t1) t1 := t1-50 Write(A，t1)Read(B，t2) t2 := t2+50 Write(B，t2)Read(A，t1) t1 := t1-100 Write(A，t1)Read(C，t2) t2 := t2+100 Write(C，t2)Begin transactionBegin transaction Commit Commit 【例例】從客戶從客戶A A的賬戶（的賬戶（500500元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬5050元和元和10010

14、0元給客元給客戶戶B B和客戶和客戶C C。 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 隔離性隔離性（ Isolation ） 多事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的整體效果必須等同于某一多事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的整體效果必須等同于某一次序下事務(wù)順序（串行）執(zhí)行的效果。次序下事務(wù)順序（串行）執(zhí)行的效果。事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 持久性持久性（ Durability ） 持久性也稱永久性（持久性也稱永久性（ Permanence ），指一），指一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。就應(yīng)該是永久性的。 其

15、他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其執(zhí)行結(jié)果有任何影其他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。響。 事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1); Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2) Commit 持久性要求事務(wù)提持久性要求事務(wù)提交結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)交結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)并永久保留并永久保留第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制

16、事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的特性 事務(wù)的事務(wù)的ACID特性是數(shù)據(jù)庫(kù)保持一致性的特性是數(shù)據(jù)庫(kù)保持一致性的前提。前提。 當(dāng)一個(gè)事務(wù)處理系統(tǒng)支持當(dāng)一個(gè)事務(wù)處理系統(tǒng)支持ACID特性的時(shí)候特性的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫(kù)就能維持一個(gè)一致的、當(dāng)前最新的，數(shù)據(jù)庫(kù)就能維持一個(gè)一致的、當(dāng)前最新的現(xiàn)實(shí)世界的模型現(xiàn)實(shí)世界的模型 事務(wù)能給用戶提供正確的和最新的響應(yīng)。事務(wù)能給用戶提供正確的和最新的響應(yīng)。 保證事務(wù)保證事務(wù)ACID特性是事務(wù)管理的重要任特性是事務(wù)管理的重要任務(wù)。務(wù)。 事務(wù)的概念事務(wù)的概念第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)的概念事務(wù)的概念一致性一致性原子性原子性隔離性隔離性持久性持久性并發(fā)事務(wù)并發(fā)事務(wù)的交錯(cuò)執(zhí)的

17、交錯(cuò)執(zhí)行行故障故障恢復(fù)技術(shù)恢復(fù)技術(shù)并發(fā)控制并發(fā)控制故障故障一致性一致性 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)管理事務(wù)管理 在在DBMS中，保證事務(wù)的正確執(zhí)行是事務(wù)中，保證事務(wù)的正確執(zhí)行是事務(wù)管理器管理器(transaction manager)的工作。的工作。 事務(wù)管理器位于事務(wù)管理器位于DBMS的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理模的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊中塊中 。第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)管理事務(wù)管理 事務(wù)的概念事務(wù)的概念 事務(wù)管理事務(wù)管理 恢復(fù)恢復(fù) 并發(fā)控制并發(fā)控制第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所具有的把數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所具有的把數(shù)據(jù)庫(kù)從從錯(cuò)誤

18、狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一恢復(fù)到某一已知的正確已知的正確狀態(tài)狀態(tài)（一致性狀態(tài)或完整性狀態(tài)）（一致性狀態(tài)或完整性狀態(tài)）的功能。的功能。事務(wù)的恢復(fù)事務(wù)的恢復(fù)正確狀態(tài)正確狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)正確狀態(tài)正確狀態(tài)故障故障恢復(fù)恢復(fù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)技術(shù) 恢復(fù)策略 事務(wù)的恢復(fù)事務(wù)的恢復(fù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)內(nèi)部的故障系統(tǒng)故障 介質(zhì)故障 故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)內(nèi)部的故障 事務(wù)不能成功執(zhí)行（提交）事務(wù)不能成功執(zhí)行（提交）事務(wù)程序本身可預(yù)期并處理的事務(wù)程序本身可預(yù)期并處理的 ；非預(yù)期的，不能

19、由應(yīng)用程序處理的。非預(yù)期的，不能由應(yīng)用程序處理的。 如運(yùn)算溢出、違反了某些完整性限制、并發(fā)事如運(yùn)算溢出、違反了某些完整性限制、并發(fā)事務(wù)發(fā)生死鎖而被選中撤消等。務(wù)發(fā)生死鎖而被選中撤消等。 故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制若運(yùn)算出現(xiàn)溢出，導(dǎo)若運(yùn)算出現(xiàn)溢出，導(dǎo)致什么錯(cuò)誤狀態(tài)？致什么錯(cuò)誤狀態(tài)？故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1); Read(B，t2) ;

20、t2 := t2+5000; Write(B，t2); Commit; 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)磁盤(pán)磁盤(pán)內(nèi)存內(nèi)存XX InputOutput事務(wù)工作區(qū)事務(wù)工作區(qū)t Read(X,t) Write(X,t)緩沖區(qū)緩沖區(qū)管理器管理器第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)緩沖區(qū)管理策略竊取竊取/不強(qiáng)制（不強(qiáng)制（steal/noforce）在事務(wù)提交之前，事務(wù)的部分執(zhí)行結(jié)果可在事務(wù)提交之前，事務(wù)的部分執(zhí)行結(jié)果可能已被更新到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。能已被更新到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。 事務(wù)到達(dá)提交點(diǎn)后，并不立即

21、將執(zhí)行結(jié)果事務(wù)到達(dá)提交點(diǎn)后，并不立即將執(zhí)行結(jié)果更新到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。更新到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1); Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2); Commit; 數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)DiskA:t1A:t1Output第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)內(nèi)部的故障

22、事務(wù)不能成功執(zhí)行（提交）事務(wù)不能成功執(zhí)行（提交）破壞了事務(wù)的原子性破壞了事務(wù)的原子性夭折的事務(wù)可能已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了部分更新夭折的事務(wù)可能已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了部分更新故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障 系統(tǒng)故障是指造成系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的任何事件，系統(tǒng)故障是指造成系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的任何事件，使得系統(tǒng)要重新啟動(dòng)。使得系統(tǒng)要重新啟動(dòng)。 主存主存( (數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)) )的內(nèi)容丟失的內(nèi)容丟失 所有運(yùn)行事務(wù)都非正常終止所有運(yùn)行事務(wù)都非正常終止故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障【

23、例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1); Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2) Commit 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)【例例】從客戶從客戶A A的賬戶中轉(zhuǎn)賬的賬戶中轉(zhuǎn)賬50005000元給客戶元給客戶B B。 Ti: Begin transaction Read(A，t1) ; t1 := t1-5000; Write(A，t1);

24、 Read(B，t2) ; t2 := t2+5000; Write(B，t2); Commit; 數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)DiskA:t1A:t1Output系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀故障及錯(cuò)誤狀態(tài)態(tài) T1T2 TimeRead(A，t1) t1 := t1-50 Write(A，t1)Read(B，t2) t2 := t2+50 Write(B，t2)Read(A，t1) t1 := t1-100 Write(A，t1)Read(C，t2) t2 := t2+100 Write(C，t2)Begin transactionBegin tran

25、saction Commit Commit 【例例】從客戶從客戶A A的賬戶（的賬戶（500500元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬5050元和元和100100元給客元給客戶戶B B和客戶和客戶C C。 數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)A:t1B:t2系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障Disk第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障 破壞了事務(wù)的原子性、持久性破壞了事務(wù)的原子性、持久性 一些一些未完成未完成的事務(wù)的更新結(jié)果可能已的事務(wù)的更新結(jié)果可能已寫(xiě)入寫(xiě)入磁盤(pán)上的物磁盤(pán)上的物理數(shù)據(jù)庫(kù)；理數(shù)據(jù)庫(kù)； 有些有些已完成已完成的事務(wù)的更新結(jié)果可能有一部分甚至全部的事務(wù)的更新結(jié)果可能有一部分甚至全部留在緩沖區(qū)，尚留在緩沖

26、區(qū)，尚未寫(xiě)回未寫(xiě)回到物理數(shù)據(jù)庫(kù)中。到物理數(shù)據(jù)庫(kù)中。故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制介質(zhì)故障 介質(zhì)故障又稱為硬故障（介質(zhì)故障又稱為硬故障（ Hard Crash ） 通常指外存故障，如磁盤(pán)損壞、磁頭碰撞，瞬時(shí)強(qiáng)通常指外存故障，如磁盤(pán)損壞、磁頭碰撞，瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾等。磁場(chǎng)干擾等。故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài) T1T2 TimeRead(A，t1) t1 := t1-50 Write(A，t1)Read(B，t2) t2 := t2+50 Write(B，t2)Read(C，t1) t

27、1 := t1-100 Write(C，t1)Read(D，t2) t2 := t2+100 Write(D，t2)Begin transactionBegin transaction Commit Commit 【例例】從客戶從客戶A A的賬戶（的賬戶（500500元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬元）中同時(shí)轉(zhuǎn)賬5050元和元和100100元給客元給客戶戶B B和客戶和客戶C C。 數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)A:t1DiskA Input(D)C:t1DC:t1BB:t2Output(C)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制介質(zhì)故障 破壞數(shù)據(jù)庫(kù)，影響正在存取這部分?jǐn)?shù)據(jù)的所有破壞數(shù)據(jù)庫(kù)，影響正在存取這部分

28、數(shù)據(jù)的所有事務(wù)事務(wù); 破壞了事務(wù)的持久性、原子性。破壞了事務(wù)的持久性、原子性。 已提交已提交的事務(wù)的結(jié)果的事務(wù)的結(jié)果不能持久不能持久地保存在磁盤(pán)上。地保存在磁盤(pán)上。故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)事務(wù)內(nèi)部的故障系統(tǒng)故障 介質(zhì)故障 一些一些未完成未完成的事務(wù)的部分更新的事務(wù)的部分更新結(jié)果可能已對(duì)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果可能已對(duì)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了更新；進(jìn)行了更新； 有些有些已提交已提交的事務(wù)的更新結(jié)果的事務(wù)的更新結(jié)果可能有一部分甚至全部留在緩可能有一部分甚至全部留在緩沖區(qū)，尚沖區(qū)，尚未寫(xiě)回未寫(xiě)回到磁盤(pán)上的數(shù)到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中；據(jù)庫(kù)中

29、； 已提交已提交的事務(wù)的結(jié)果的事務(wù)的結(jié)果不能持久不能持久地保存在磁盤(pán)上。地保存在磁盤(pán)上。第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所具有的把數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所具有的把數(shù)據(jù)庫(kù)從從錯(cuò)誤狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一恢復(fù)到某一已知的正確已知的正確狀態(tài)狀態(tài)（一致性狀態(tài)或完整性狀態(tài)）（一致性狀態(tài)或完整性狀態(tài)）的功能。的功能。事務(wù)的恢復(fù)事務(wù)的恢復(fù)正確狀態(tài)正確狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)正確狀態(tài)正確狀態(tài)故障故障恢復(fù)恢復(fù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件（log） DBMS維護(hù)了一個(gè)日志（維護(hù)了

30、一個(gè)日志（ Log ）文件來(lái)記錄）文件來(lái)記錄事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作 ，以助事務(wù)的恢，以助事務(wù)的恢復(fù)。復(fù)。恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)磁磁 盤(pán)盤(pán)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 日志文件通常保存在磁盤(pán)上；日志文件通常保存在磁盤(pán)上；日志文件是順序文件；日志文件是順序文件；文件內(nèi)容從不修改或刪除；文件內(nèi)容從不修改或刪除； 文件格式通常以記錄為單位。文件格式通常以記錄為單位。 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 日志文件的內(nèi)容日志文件的內(nèi)容事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)記事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)記(BEGIN TANSACTION)事務(wù)的結(jié)

31、束標(biāo)記事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記(COMMIT或或ROLLBACK)事務(wù)的所有更新操作事務(wù)的所有更新操作恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 日志文件的內(nèi)容日志文件的內(nèi)容更新操作的日志記錄更新操作的日志記錄 事務(wù)的標(biāo)識(shí)（事務(wù)的標(biāo)識(shí)（標(biāo)明是哪個(gè)事務(wù)標(biāo)明是哪個(gè)事務(wù)）；）； 操作的對(duì)象（操作的對(duì)象（記錄內(nèi)部的標(biāo)識(shí)記錄內(nèi)部的標(biāo)識(shí)）；）； 更新前數(shù)據(jù)的舊值（更新前數(shù)據(jù)的舊值（對(duì)插入操作，此項(xiàng)為空值對(duì)插入操作，此項(xiàng)為空值）；）； 更新后數(shù)據(jù)的新值（更新后數(shù)據(jù)的新值（對(duì)刪除操作，此項(xiàng)為空值對(duì)刪除操作，此項(xiàng)為空值）；）； 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)

32、機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 日志文件的內(nèi)容日志文件的內(nèi)容start_transaction, T ：事務(wù)：事務(wù) T 開(kāi)始執(zhí)行；開(kāi)始執(zhí)行； write, T, X, 舊值舊值 , 新值新值 ：事務(wù)：事務(wù) T 已將數(shù)據(jù)項(xiàng)已將數(shù)據(jù)項(xiàng) X 的值的值 從舊值改為新值；從舊值改為新值； commit, T ：事務(wù)：事務(wù) T 成功完成，其結(jié)果已被提交成功完成，其結(jié)果已被提交 （永久記錄）給數(shù)據(jù)庫(kù)；（永久記錄）給數(shù)據(jù)庫(kù)；Abort, T ：事務(wù)：事務(wù) T 異常中止，已撤銷對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新。異常中止，已撤銷對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新?；謴?fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日

33、志文件的原則登記日志文件的原則登記的次序嚴(yán)格按事務(wù)并發(fā)操作執(zhí)行的時(shí)間次序登記的次序嚴(yán)格按事務(wù)并發(fā)操作執(zhí)行的時(shí)間次序；恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)B2 U3 U2 B1 C2 B5 U3 U5 A5 U1 U4 B6 C4 U6 U1Bi：事務(wù)：事務(wù)Ti的開(kāi)始記錄的開(kāi)始記錄Ci：事務(wù)：事務(wù)Ti的提交記錄的提交記錄Ui：事務(wù)：事務(wù)Ti的更新記錄的更新記錄Ai：事務(wù)：事務(wù)Ti的異常中止記錄的異常中止記錄第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日志文件的原則登記日志文件的原則必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)

34、據(jù)庫(kù)內(nèi)存內(nèi)存write, T, X, 3 , 5 X=5X=3write, T, X, 3 , 5 日志文件日志文件日志緩沖區(qū)日志緩沖區(qū)X=5第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日志文件的原則登記日志文件的原則必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存內(nèi)存write, T, X, 3 , 5 X=5X=3日志文件日志文件日志緩沖區(qū)日志緩沖區(qū)X=5第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日志文件的原則登記日志文件的原則必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

35、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存內(nèi)存日志文件日志文件日志緩沖區(qū)日志緩沖區(qū)X=5第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日志文件的原則登記日志文件的原則必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存內(nèi)存write, T, X, 3 , 5 X=5X=3write, T, X, 3 , 5 日志文件日志文件日志緩沖區(qū)日志緩沖區(qū)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日志文件的原則登記日志文件的原則必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)

36、技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存內(nèi)存write, T, X, 3 , 5 日志文件日志文件日志緩沖區(qū)日志緩沖區(qū)X=3X=5第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制日志文件 登記日志文件的原則登記日志文件的原則必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)必須先寫(xiě)日志，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存內(nèi)存write, T, X, 3 , 5 X=5X=3write, T, X, 3 , 5 日志文件日志文件日志緩沖區(qū)日志緩沖區(qū)X=5第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)登錄日志文件 日志先寫(xiě)原則日志先寫(xiě)原則對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)

37、數(shù)據(jù)庫(kù)的更新更新寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)之前之前，它對(duì)應(yīng)的，它對(duì)應(yīng)的日志記日志記錄錄必須必須寫(xiě)入寫(xiě)入日志文件；日志文件；一個(gè)事務(wù)的所有一個(gè)事務(wù)的所有其他日志其他日志都必須在它的都必須在它的COMMIT日日志志記錄寫(xiě)入日志記錄寫(xiě)入日志之前寫(xiě)入之前寫(xiě)入日志。日志。只有在一個(gè)事務(wù)的只有在一個(gè)事務(wù)的COMMIT日志日志記錄記錄寫(xiě)入寫(xiě)入日志之后日志之后，該事務(wù)的，該事務(wù)的COMMIT過(guò)程才能過(guò)程才能結(jié)束結(jié)束。第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(dump)將數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容復(fù)制的內(nèi)容復(fù)制到其他存儲(chǔ)設(shè)備中去。到其他存儲(chǔ)設(shè)備中去。經(jīng)經(jīng)轉(zhuǎn)儲(chǔ)而得到的備份數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)而得到的備份數(shù)據(jù)后備后備( (后

38、援后援) )副本副本根據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)的不同，轉(zhuǎn)儲(chǔ)可分為根據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)的不同，轉(zhuǎn)儲(chǔ)可分為靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)系統(tǒng)中無(wú)事務(wù)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)；系統(tǒng)中無(wú)事務(wù)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)；轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束；轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束；新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束才能執(zhí)行。新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束才能執(zhí)行。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，得到一致性的副本；得到一致性的副本；缺點(diǎn)：降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性。缺點(diǎn)：降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性。恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)

39、機(jī)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶事務(wù)并發(fā)進(jìn)行；轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶事務(wù)并發(fā)進(jìn)行；不用等待正在運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束；不用等待正在運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束；不會(huì)影響新事務(wù)的運(yùn)行。不會(huì)影響新事務(wù)的運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)影響事務(wù)的運(yùn)行；優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)影響事務(wù)的運(yùn)行；缺點(diǎn)：不能得到與某一數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致的后備副缺點(diǎn)：不能得到與某一數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致的后備副本。本?；謴?fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)A=3A=5B=6數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)A=5B=8第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)具有增強(qiáng)可靠性設(shè)計(jì)的具有增強(qiáng)可

40、靠性設(shè)計(jì)的DBMS實(shí)際采用如下實(shí)際采用如下一些轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法來(lái)保證數(shù)據(jù)是可恢復(fù)的：一些轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法來(lái)保證數(shù)據(jù)是可恢復(fù)的： 數(shù)據(jù)銀行數(shù)據(jù)銀行 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 鏡像鏡像A=5A=5第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所具有的把數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所具有的把數(shù)據(jù)庫(kù)從從錯(cuò)誤狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一恢復(fù)到某一已知的正確已知的正確狀態(tài)狀態(tài)（一致性狀態(tài)或完整性狀態(tài)）（一致性狀態(tài)或完整性狀態(tài)）的功能。的功能。事務(wù)的恢復(fù)事務(wù)的恢復(fù)正確狀態(tài)正確狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)正確

41、狀態(tài)正確狀態(tài)故障故障恢復(fù)恢復(fù)第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制故障及錯(cuò)誤狀態(tài)故障及錯(cuò)誤狀態(tài)事務(wù)內(nèi)部的故障系統(tǒng)故障 介質(zhì)故障 一些一些未完成未完成的事務(wù)的部分更新的事務(wù)的部分更新結(jié)果可能已對(duì)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果可能已對(duì)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了更新；進(jìn)行了更新； 有些有些已提交已提交的事務(wù)的更新結(jié)果的事務(wù)的更新結(jié)果可能有一部分甚至全部留在緩可能有一部分甚至全部留在緩沖區(qū)，尚沖區(qū)，尚未寫(xiě)回未寫(xiě)回到磁盤(pán)上的數(shù)到磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中；據(jù)庫(kù)中； 已提交已提交的事務(wù)的結(jié)果的事務(wù)的結(jié)果不能持久不能持久地保存在磁盤(pán)上。地保存在磁盤(pán)上。第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)內(nèi)部的故障 破壞了事務(wù)的原

42、子性破壞了事務(wù)的原子性未完成的事務(wù)可能已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了部分更新未完成的事務(wù)可能已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了部分更新恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)內(nèi)部故障的恢復(fù) 恢復(fù)方法恢復(fù)方法恢復(fù)子系統(tǒng)利用日志文件撤消（恢復(fù)子系統(tǒng)利用日志文件撤消（UNDO）此事務(wù)）此事務(wù)已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的修改；已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的修改；事務(wù)內(nèi)部故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，事務(wù)內(nèi)部故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，對(duì)用戶是透明的。對(duì)用戶是透明的。 恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)故障的恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟U1Xold,XnewU2U1Yold,Yne

43、wC4A3B1掃描掃描XoldYold A1T1發(fā)生故障發(fā)生故障 恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略U1Xold,XnewU4B2Bi：事務(wù)：事務(wù)Ti的開(kāi)始記錄的開(kāi)始記錄Ci：事務(wù)：事務(wù)Ti的提交記錄的提交記錄Ui：事務(wù)：事務(wù)Ti的更新記錄的更新記錄Ai：事務(wù)：事務(wù)Ti的異常中止記錄的異常中止記錄Xold第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障 破壞了事務(wù)的原子性、持久性破壞了事務(wù)的原子性、持久性 一些尚一些尚未完成未完成的事務(wù)的更新結(jié)果可能已的事務(wù)的更新結(jié)果可能已寫(xiě)入寫(xiě)入磁盤(pán)上的磁盤(pán)上的物理數(shù)據(jù)庫(kù)；物理數(shù)據(jù)庫(kù)； 有些有些已完成已完成的事務(wù)的更新結(jié)果可能有一部分甚至全部的事務(wù)的更新結(jié)果可能有一

44、部分甚至全部留在緩沖區(qū)，尚留在緩沖區(qū)，尚未寫(xiě)回未寫(xiě)回到物理數(shù)據(jù)庫(kù)中。到物理數(shù)據(jù)庫(kù)中?；謴?fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障的恢復(fù) 恢復(fù)的方法恢復(fù)的方法撤消（撤消（ UNDO ）所有未完成事務(wù)）所有未完成事務(wù)重做（重做（ REDO ）所有已提交的事務(wù)）所有已提交的事務(wù)系統(tǒng)故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)在重新啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)系統(tǒng)故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)在重新啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)完成的，不需要用戶干預(yù)。完成的，不需要用戶干預(yù)。 恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障的恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟B2 U3 U2 B1 C2 B5 U3 U5 A5 U

45、1 U4 B6 C4 U6 U1崩潰崩潰 未完成的事務(wù)：未完成的事務(wù)： T1T4T6T3 已提交的事務(wù)：已提交的事務(wù)：T2 掃描掃描恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略需要需要UNDO需要需要REDO第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障的恢復(fù)UNDO操作（操作（T1、T6、T3）U1Xold,XnewU6Zold,ZnewU1Yold,YnewC4B6U4XoldYoldZold掃描掃描U5 A5U3Xold,Xnew崩潰崩潰 B5恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略Xold第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障的恢復(fù)REDO操作（操作（T2、T4）U4Zold,ZnewU2Yold,Yne

46、wC2B1U3YnewZnewB2掃描掃描U1B6C4U6U1恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略系系統(tǒng)統(tǒng)崩崩潰潰 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制系統(tǒng)故障的恢復(fù)涉及的復(fù)雜問(wèn)題涉及的復(fù)雜問(wèn)題日志先寫(xiě)日志先寫(xiě)并發(fā)事務(wù)并發(fā)事務(wù)效率效率恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)檢查點(diǎn)技術(shù)解決的問(wèn)題檢查點(diǎn)技術(shù)解決的問(wèn)題有效有效減少減少搜索日志的搜索日志的時(shí)間時(shí)間有效有效減少減少重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)需要恢復(fù)的重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)需要恢復(fù)的事務(wù)事務(wù)減少恢復(fù)操作所需減少恢復(fù)操作所需的時(shí)間和資源的時(shí)間和資源恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有

47、檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)檢查點(diǎn)的設(shè)置檢查點(diǎn)的設(shè)置恢復(fù)子系統(tǒng)定期或不定期地設(shè)置檢查點(diǎn)恢復(fù)子系統(tǒng)定期或不定期地設(shè)置檢查點(diǎn)按照某種規(guī)則建立檢查點(diǎn)按照某種規(guī)則建立檢查點(diǎn)恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)在檢查點(diǎn)時(shí)刻系統(tǒng)所要完成的工作在檢查點(diǎn)時(shí)刻系統(tǒng)所要完成的工作暫時(shí)中止現(xiàn)有事務(wù)的執(zhí)行；暫時(shí)中止現(xiàn)有事務(wù)的執(zhí)行；將當(dāng)前日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫(xiě)入磁盤(pán)的日將當(dāng)前日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫(xiě)入磁盤(pán)的日志文件中；志文件中；在日志文件中寫(xiě)入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄；在日志文件中寫(xiě)入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄；檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容包括建立檢查點(diǎn)時(shí)刻所有正檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容包括建立檢查點(diǎn)時(shí)刻

48、所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單在執(zhí)行的事務(wù)清單 恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)在檢查點(diǎn)時(shí)刻系統(tǒng)所要完成的工作在檢查點(diǎn)時(shí)刻系統(tǒng)所要完成的工作將當(dāng)前數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)記錄寫(xiě)入磁盤(pán)的數(shù)將當(dāng)前數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)記錄寫(xiě)入磁盤(pán)的數(shù)據(jù)庫(kù)中；據(jù)庫(kù)中；把檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址寫(xiě)入一個(gè)重新把檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址寫(xiě)入一個(gè)重新開(kāi)始文件；開(kāi)始文件； 重新開(kāi)始執(zhí)行現(xiàn)有事務(wù)。重新開(kāi)始執(zhí)行現(xiàn)有事務(wù)。恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)與檢查點(diǎn)和故障時(shí)刻有關(guān)的事務(wù)可能狀態(tài)與檢查點(diǎn)和故障時(shí)刻有關(guān)的事務(wù)可能狀

49、態(tài)REDO事務(wù)列表事務(wù)列表T2、T4UNDO事務(wù)列表事務(wù)列表T3、T5tf（系統(tǒng)崩潰）（系統(tǒng)崩潰） Time T1 T2 T3 T4 tc（檢查點(diǎn)）（檢查點(diǎn)）T5恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)與檢查點(diǎn)和故障時(shí)刻有關(guān)的事務(wù)可能狀態(tài)與檢查點(diǎn)和故障時(shí)刻有關(guān)的事務(wù)可能狀態(tài)B1B3U1B2C1CKT2,T3U3U3 B4U2U4 B5 C2 U5 C4崩潰崩潰 檢查點(diǎn)檢查點(diǎn) 恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟從重新開(kāi)始文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志從

50、重新開(kāi)始文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄；個(gè)檢查點(diǎn)記錄；由該檢查點(diǎn)記錄得到在檢查點(diǎn)建立時(shí)刻所有正在執(zhí)由該檢查點(diǎn)記錄得到在檢查點(diǎn)建立時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單行的事務(wù)清單ACTIVE-LIST。如如T2、T3事務(wù)事務(wù)恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟建立兩個(gè)事務(wù)隊(duì)列，把建立兩個(gè)事務(wù)隊(duì)列，把ACTIVE-LIST暫時(shí)放入暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列，隊(duì)列，REDO-LIST隊(duì)列暫時(shí)為空。隊(duì)列暫時(shí)為空。UN

51、DO-LIST：需要執(zhí)行：需要執(zhí)行UNDO操作的事務(wù)集合操作的事務(wù)集合；REDO-LIST ：需要執(zhí)行：需要執(zhí)行REDO操作的事務(wù)集合操作的事務(wù)集合。UNDO-LIST： T2、T3 REDO-LIST ： 恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟從檢查點(diǎn)開(kāi)始正向掃描日志文件從檢查點(diǎn)開(kāi)始正向掃描日志文件UNDO-LIST ：B1B3U1B2C1CKT2,T3U3U3 B4U2U4B5C2U5 C4崩潰崩潰 檢查點(diǎn)檢查點(diǎn) REDO-LIST ：掃描掃描T2T3 T4T2T5T4恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制事務(wù)及其恢復(fù)機(jī)制具有檢查點(diǎn)的系統(tǒng)故障恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的步驟對(duì)對(duì)UNDO-LIST隊(duì)列中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行隊(duì)列中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行UNDO操作操作UNDO-LIST ：B1B3U1B2C1CKT2,T3U3U3 B4U2U4B5C2U5 C4T3T5掃描掃描何時(shí)結(jié)束？何時(shí)結(jié)束？恢復(fù)的策略恢復(fù)的策略崩潰崩潰 檢查點(diǎn)檢查點(diǎn) 第第16講講 事務(wù)及其恢復(fù)