J第7章數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem第七章數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)1第七章數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)7.1事務(wù)的根本概念7.2數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述7.3故障的種類7.4恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)7.5恢復(fù)策略27.1.1事務(wù)的根本概念事務(wù)處理技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和并發(fā)控制技術(shù)。一、什么是事務(wù)?事務(wù)(Transaction)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個不可分割的工作單位DBMS將事務(wù)看作數(shù)據(jù)庫運(yùn)行中的一個邏輯工作單位，由DBMS的事務(wù)管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)事務(wù)的控制和管理。事務(wù)是恢復(fù)和并發(fā)控制的根本單位3二、如何定義事務(wù)顯式定義方式

BEGINTRANSACTIONBEGINTRANSACTIONSQL語句1SQL語句1SQL語句2SQL語句2。。。。。。。。。。COMMITROLLBACK隱式方式當(dāng)用戶沒有顯式地定義事務(wù)時，DBMS按缺省規(guī)定自動劃分事務(wù)4三、事務(wù)結(jié)束COMMIT事務(wù)正常結(jié)束提交事務(wù)的所有操作〔讀+更新〕事務(wù)中所有對數(shù)據(jù)庫的更新永久生效ROLLBACK事務(wù)異常終止事務(wù)運(yùn)行的過程中發(fā)生了故障，不能繼續(xù)執(zhí)行回滾事務(wù)的所有更新操作事務(wù)回滾到開始時的狀態(tài)57.1.2實例[例1]將學(xué)生-選課數(shù)據(jù)庫中，英語課的課程編號由1156修改為2256。所涉及的關(guān)系：Course(Cno,Cname,Cpno,Ccredit)SC(Sno,Cno,Grade)根據(jù)參照完整性約束，應(yīng)將兩表中的1156都改為2256。要將修改兩個表的兩個SQL語句定義成一個事務(wù)。DBMS對這兩個語句要么都執(zhí)行，要不都不執(zhí)行。6定義事務(wù)如下：BEGINTRANSACTIONUPDATECourseSETCno=‘2256’WHERECno=‘1156’;UPDATESCSETCno=‘2256’WHERECno=‘1156’;COMMIT7[例2]在銀行應(yīng)用中，將賬戶A的1萬元

轉(zhuǎn)移到B賬戶中定義一個事務(wù)，該事務(wù)包括兩個操作：A=A-1萬B=B+1萬這兩個操作要么全做，要么全不做設(shè)有表：存款余額表(用戶標(biāo)識，余額)在數(shù)據(jù)庫中為：Account(CID,Balance)8[例2]定義事務(wù)如下：EXECSQLBEGINETRANSACTIONEXECSQLUPDATEAccountSETBalance=Balance+10000WHERECID=‘B’;EXECSQLSELECTBalanceINTO:C_Balance/*取A帳戶余額到變量中*/FROMAccountWHERECID=‘A’;9IfC_Balance<10000/*如果余額不夠，*/Then{printf(“余額缺乏”),EXECSQLROLLBACK;/*回到開始狀態(tài)，撤消給B帳戶的1萬元*/}Else{EXECSQLUPDATEAccount/*余額夠，帳戶A-1萬*/SETBalance=Balance-10000WHERECID=‘A’;EXECSQLCOMMIT;}事務(wù)和程序是兩個概念在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，一個事務(wù)可以是一條SQL語句，一組SQL語句或整個程序一個應(yīng)用程序通常包含多個事務(wù)107.1.3事務(wù)的特性事務(wù)有4個特性(簡稱ACID特性)：原子性〔Atomicity〕一致性〔Consistency〕隔離性〔Isolation〕持續(xù)性〔Durability〕111.原子性原子性指：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做122.一致性事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)一致性狀態(tài)：數(shù)據(jù)庫中只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果不一致狀態(tài)：如果數(shù)據(jù)庫運(yùn)行中發(fā)生故障，有些事務(wù)還沒完成就被迫中斷，事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改有一局部已寫入數(shù)據(jù)表，這時數(shù)據(jù)庫就處于不一致狀態(tài)。13一致性與原子性是密切相關(guān)的。銀行轉(zhuǎn)帳：從帳號A中取出1萬元，存入帳號B。定義一個事務(wù)，該事務(wù)包括兩個操作這兩個操作要么全做，要么全不做(原子性)全做或者全不做(原子性)，數(shù)據(jù)庫都處于一致性狀態(tài)。如果只做一個操作，數(shù)據(jù)庫就處于不一致性狀態(tài)。

B=B+1

A=A-1BA143.隔離性對多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行而言，一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務(wù)是隔離的并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾15下例中，事務(wù)T1的修改被事務(wù)T2覆蓋了！所以T1與T2不是隔離的,是互相影響的.

讀A=16

A←讀出的A-3寫回A=13①讀A=16

②

③A←A-1寫回A=15④T2T1164.持續(xù)性持續(xù)性也稱永久性一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。17事務(wù)的特性保證事務(wù)ACID特性是事務(wù)管理子系統(tǒng)的重要任務(wù)可能破壞事務(wù)ACID特性的因素:〔1〕多個事務(wù)并行運(yùn)行時，不同事務(wù)的操作交叉執(zhí)行〔2〕事務(wù)在運(yùn)行過程中被強(qiáng)行終止對于〔1〕情況，DBMS必須保證多個事務(wù)的交叉運(yùn)行，不影響這些事務(wù)的原子性。對于〔2〕情況，DBMS必須保證被迫終止的事務(wù)對數(shù)據(jù)庫和其他事務(wù)沒有影響。這些就是DBMS的恢復(fù)機(jī)制和并發(fā)控制機(jī)制的責(zé)任。187.2數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述故障是不可防止的計算機(jī)硬件故障系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的錯誤操作員的失誤惡意的破壞故障的影響輕那么造成運(yùn)行事務(wù)非正常中斷重那么破壞數(shù)據(jù)庫,使數(shù)據(jù)喪失因此,DBMS必須具有將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一的正確〔一致〕狀態(tài)的功能。這就是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)功能。19數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述〔續(xù)〕數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對故障的對策DBMS提供恢復(fù)子系統(tǒng)(是DBMS的重要局部)它保證故障發(fā)生后，能把數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某種邏輯一致的狀態(tài)保證事務(wù)的〔四個〕ACID特性?；謴?fù)技術(shù)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)207.3

故障的種類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可能發(fā)生的故障：事務(wù)故障系統(tǒng)故障介質(zhì)故障計算機(jī)病毒21、事務(wù)內(nèi)部故障什么是事務(wù)故障某個事務(wù)在運(yùn)行過程中由于種種原因未運(yùn)行至正常終點(diǎn)就終止了造成事務(wù)非正常終止的原因有的可以通過事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)，如[例2]中，帳戶A的余額缺乏，那么終止事務(wù)的執(zhí)行，讓事務(wù)回滾，撤消已做的修改，恢復(fù)數(shù)據(jù)庫到正確狀態(tài)；有的故障是非預(yù)期的，不能由事務(wù)程序自己來處理。22事務(wù)故障的常見原因輸入數(shù)據(jù)有誤運(yùn)算溢出違反了某些完整性限制某些應(yīng)用程序出錯并行事務(wù)發(fā)生死鎖。。。。23事務(wù)故障的恢復(fù)發(fā)生事務(wù)故障時，夭折的事務(wù)可能已把對數(shù)據(jù)庫的局部修改寫回磁盤事務(wù)故障的恢復(fù)：撤消事務(wù)〔UNDO〕強(qiáng)行回滾〔ROLLBACK〕該事務(wù),去除該事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有修改，使得這個事務(wù)象根本沒有啟動過一樣247.3.2系統(tǒng)故障什么是系統(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，使得系統(tǒng)要重新啟動。系統(tǒng)故障的常見原因特定類型的硬件錯誤〔如CPU故障〕突然停電操作系統(tǒng)或DBMS代碼錯誤操作員操作失誤25系統(tǒng)故障造成:整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行突然被破壞所有正在運(yùn)行的事務(wù)都非正常終止內(nèi)存中數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)的信息全部喪失外部存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)未受影響即,這類故障影響正在運(yùn)行的所有事務(wù),但不破壞數(shù)據(jù)庫.26系統(tǒng)故障的恢復(fù)恢復(fù)子系統(tǒng)在系統(tǒng)重新啟動時做到:去除尚未完成的事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有修改系統(tǒng)重新啟動時，恢復(fù)程序要讓所有非正常終止的事務(wù)回滾,強(qiáng)行撤消〔UNDO〕所有未完成事務(wù)277.3.3介質(zhì)故障系統(tǒng)故障稱為軟故障，介質(zhì)故障稱為硬故障。硬故障指外存故障。如：硬盤損壞、磁頭碰撞、瞬時強(qiáng)磁場干擾等。硬件故障使存儲在外存中的數(shù)據(jù)局部喪失或全部喪失。這類故障將破壞數(shù)據(jù)庫或破壞局部數(shù)據(jù)庫，并影響正在存取這局部數(shù)據(jù)的事務(wù)。介質(zhì)故障比前兩類故障的可能性小得多，但破壞性大得多287.3.4計算機(jī)病毒這是人為的故障或破壞，是一種計算機(jī)程序這種程序像病毒一樣可以繁殖和傳播，并造成對計算機(jī)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫的危害。計算機(jī)病毒已成為計算機(jī)系統(tǒng)的主要威脅，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要威脅。計算機(jī)平安工作者已研制了許多防病毒和查、殺病毒的軟件。但還沒有使計算機(jī)終生免疫的“疫苗”。因此數(shù)據(jù)庫一旦被破壞，仍要用恢復(fù)技術(shù)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行恢復(fù)。29總結(jié)各類故障，對數(shù)據(jù)庫的影響有兩種可能：一是數(shù)據(jù)庫本身被破壞，二是數(shù)據(jù)庫沒有破壞，但數(shù)據(jù)不正確〔不一致〕，是因為事務(wù)的非正常終止造成的。30恢復(fù)操作的根本原理恢復(fù)操作的根本原理：冗余利用存儲在系統(tǒng)其它地方的冗余數(shù)據(jù)來重建數(shù)據(jù)庫中已被破壞或不正確的那局部數(shù)據(jù)盡管恢復(fù)操作的根本原理很簡單，恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)卻復(fù)雜一個大型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，恢復(fù)子系統(tǒng)的代碼要占全部代碼的10%以上317.4恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)機(jī)制涉及的關(guān)鍵問題：1.如何建立冗余數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲〔backup〕登錄日志文件〔Logging〕2.如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實施數(shù)據(jù)庫恢復(fù)

327.4.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲一、什么是轉(zhuǎn)儲二、轉(zhuǎn)儲的用途三、轉(zhuǎn)儲方法33一、什么是轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲是指DBA定期地將整個數(shù)據(jù)庫復(fù)制到另一個磁盤上保存起來的過程。這些備用的數(shù)據(jù)文本稱為后備副本或后援副本。二、轉(zhuǎn)儲的用途當(dāng)數(shù)據(jù)庫遭到破壞時，可以將后備副本重新裝入。但重裝后備副本只能將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的狀態(tài)。要恢復(fù)到故障發(fā)生時的狀態(tài)，需要重新運(yùn)行自轉(zhuǎn)儲以后的所有更新事務(wù)。34例如：

故障發(fā)生點(diǎn)

轉(zhuǎn)儲

運(yùn)行事務(wù)↓正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────TaTbTf

重裝后備副本

重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù)

─┼───────┴－－－－－－－－→此處停止運(yùn)行事務(wù)，開始轉(zhuǎn)儲。轉(zhuǎn)儲完畢，得到Tb時刻的數(shù)據(jù)庫副本。然后繼續(xù)運(yùn)行事務(wù)。重裝后備副本，將數(shù)據(jù)恢復(fù)到Tb時刻的狀態(tài)重新運(yùn)行Tb~Tf時刻的所有更新事務(wù)，將數(shù)據(jù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)35三、轉(zhuǎn)儲方法轉(zhuǎn)儲十分消耗時間和資源,不能頻繁進(jìn)行.DBA應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫使用情況,確定一個適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)儲周期.轉(zhuǎn)儲分為：1．靜態(tài)轉(zhuǎn)儲與動態(tài)轉(zhuǎn)儲2．海量轉(zhuǎn)儲與增量轉(zhuǎn)儲361．靜態(tài)轉(zhuǎn)儲靜態(tài)轉(zhuǎn)儲是指在系統(tǒng)中無運(yùn)行事務(wù)時進(jìn)行轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲開始時數(shù)據(jù)庫處于一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)儲期間不允許對數(shù)據(jù)庫做任何存取、修改活動.優(yōu)點(diǎn)：實現(xiàn)簡單，得到的是一致性的數(shù)據(jù)副本。缺點(diǎn)：降低了數(shù)據(jù)庫的可用性轉(zhuǎn)儲必須等用戶事務(wù)結(jié)束新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲結(jié)束37利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲副本進(jìn)行恢復(fù)

故障發(fā)生點(diǎn)

靜態(tài)轉(zhuǎn)儲

運(yùn)行事務(wù)↓正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────TaTbTf

重裝后備副本

恢復(fù)

─┼───────┥此處停止運(yùn)行事務(wù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)儲。轉(zhuǎn)儲完畢，得到Tb時刻的數(shù)據(jù)庫副本。然后繼續(xù)運(yùn)行事務(wù)。重裝后備副本，將數(shù)據(jù)恢復(fù)到Tb時刻的狀態(tài)382.動態(tài)轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲操作與用戶事務(wù)并發(fā)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改優(yōu)點(diǎn)不用等待正在運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束不會影響新事務(wù)的運(yùn)行缺點(diǎn)不能保證副本中的數(shù)據(jù)正確有效39例如，動態(tài)轉(zhuǎn)儲問題

A=100轉(zhuǎn)儲─┼───────┼──────┼──────TaTbTc

A=200

運(yùn)行事務(wù)─────────────────┼──

TdTc時刻，將A=100轉(zhuǎn)儲到磁盤上。Td時刻，運(yùn)行的事務(wù)，將A改為200可見，轉(zhuǎn)儲結(jié)束時，副本上的A=100數(shù)據(jù)已經(jīng)過時了。因此需要把動態(tài)轉(zhuǎn)儲期間各事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改活動登記下來40動態(tài)轉(zhuǎn)儲利用動態(tài)轉(zhuǎn)儲得到的副本進(jìn)行故障恢復(fù)需要把動態(tài)轉(zhuǎn)儲期間各事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改活動登記下來，建立日志文件(LogFile)后備副本加上日志文件才能把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到某一時刻的正確狀態(tài)412．海量轉(zhuǎn)儲與增量轉(zhuǎn)儲海量轉(zhuǎn)儲:每次轉(zhuǎn)儲全部數(shù)據(jù)庫增量轉(zhuǎn)儲:只轉(zhuǎn)儲上次轉(zhuǎn)儲后更新過的數(shù)據(jù)海量轉(zhuǎn)儲與增量轉(zhuǎn)儲比較從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲得到的后備副本進(jìn)行恢復(fù)往往更方便但如果數(shù)據(jù)庫很大，事務(wù)處理又十分頻繁，那么增量轉(zhuǎn)儲方式更實用更有效423．轉(zhuǎn)儲方法小結(jié)轉(zhuǎn)儲方法分類

轉(zhuǎn)儲狀態(tài)動態(tài)轉(zhuǎn)儲靜態(tài)轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲方式海量轉(zhuǎn)儲動態(tài)海量轉(zhuǎn)儲靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲增量轉(zhuǎn)儲動態(tài)增量轉(zhuǎn)儲靜態(tài)增量轉(zhuǎn)儲43轉(zhuǎn)儲策略應(yīng)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲，制作后備副本。但轉(zhuǎn)儲又是十分消耗時間和資源的，不能頻繁進(jìn)行。DBA應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)庫使用情況確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)儲周期和轉(zhuǎn)儲方法。例：每天晚上進(jìn)行動態(tài)增量轉(zhuǎn)儲每周進(jìn)行一次動態(tài)海量轉(zhuǎn)儲每月進(jìn)行一次靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲447.4.2登記日志文件一、日志文件的內(nèi)容二、日志文件的用途三、登記日志文件的原那么45一、日志文件的內(nèi)容1.什么是日志文件日志文件(log)是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件2.日志文件的格式有以下兩種：以記錄為單位的日志文件以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件46日志文件的內(nèi)容〔續(xù)〕3.日志文件內(nèi)容主要包括：各個事務(wù)的開始標(biāo)記(BEGINTRANSACTION)各個事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記(COMMIT或ROLLBACK)各個事務(wù)的所有更新操作每個事務(wù)的以上內(nèi)容作為日志文件中的一個日志記錄(logrecord)474.基于記錄的日志文件每條日志記錄的內(nèi)容主要包括：事務(wù)標(biāo)識〔標(biāo)明是哪個事務(wù)〕操作類型〔插入、刪除或修改〕操作對象〔記錄內(nèi)部標(biāo)識〕更新前數(shù)據(jù)的舊值〔對插入操作而言，此項為空值〕更新后數(shù)據(jù)的新值〔對刪除操作而言,此項為空值〕485.以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件每條日志記錄的內(nèi)容包括：事務(wù)標(biāo)識〔標(biāo)明是哪個事務(wù)〕更新前數(shù)據(jù)所在的整個數(shù)據(jù)塊的值〔對插入操作而言，此項為空值〕更新后整個數(shù)據(jù)塊的值〔對刪除操作而言,此項為空值〕49二、日志文件的用途日志文件在數(shù)據(jù)庫恢復(fù)中起著重要的作用。如：進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)協(xié)助后備副本進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)50日志文件的用途〔續(xù)〕具體作用：〔1〕事務(wù)故障和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件?！?〕日志文件與靜態(tài)轉(zhuǎn)儲后備副本配合進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)已是一致性的數(shù)據(jù)如果靜態(tài)轉(zhuǎn)儲完成后，仍能定期轉(zhuǎn)儲日志文件，那么在出現(xiàn)介質(zhì)故障重裝數(shù)據(jù)副本后，可以利用這些日志文件副本對已完成的事務(wù)進(jìn)行重做處理這樣不必重新運(yùn)行那些已完成的事務(wù)程序就可把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到故障前某一時刻的正確狀態(tài)51日志文件的用途〔續(xù)〕

故障發(fā)生點(diǎn)

靜態(tài)轉(zhuǎn)儲運(yùn)行事務(wù)↓正常運(yùn)行─┼──────┼──────────┼──TaTbTf

登記日志文件└───────────┴──

重裝后備副本利用日志文件恢復(fù)事務(wù)繼續(xù)運(yùn)行介質(zhì)故障恢復(fù)─────────┴－－－－－─－－－－－－－┴──────

登記日志文件└──────52日志文件的用途〔續(xù)〕〔3〕在動態(tài)轉(zhuǎn)儲方式中建立日志文件，LOGFILE+動態(tài)轉(zhuǎn)儲后備副本進(jìn)行有效的介質(zhì)故障恢復(fù)動態(tài)轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)庫，同時轉(zhuǎn)儲同一時點(diǎn)的日志文件后備副本與該日志文件結(jié)合起來才能將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到一致性狀態(tài)。利用這些日志文件副本進(jìn)一步恢復(fù)事務(wù)，防止重新運(yùn)行事務(wù)程序。53利用動態(tài)轉(zhuǎn)儲副本進(jìn)行恢復(fù)

Ta運(yùn)行事務(wù)TbTf

動態(tài)轉(zhuǎn)儲

運(yùn)行事務(wù)

故障發(fā)生點(diǎn)正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────登記日志文件登記新日志文件─────────┼─────────────

轉(zhuǎn)儲日志文件

重裝后備副本+用轉(zhuǎn)儲的日志文件恢復(fù)恢復(fù)到一

━━━━━━┥致性狀態(tài)54三、登記日志文件的原那么為保證數(shù)據(jù)庫是可恢復(fù)的，登記日志文件時必須遵循兩條原那么登記的次序嚴(yán)格按并發(fā)事務(wù)執(zhí)行的時間次序必須先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫先寫日志文件操作：把表示對數(shù)據(jù)庫修改的日志記錄寫到日志文件中后寫數(shù)據(jù)庫操作：把對數(shù)據(jù)的修改寫到數(shù)據(jù)庫中55登記日志文件的原那么〔續(xù)〕為什么要先寫日志文件寫數(shù)據(jù)庫和寫日志文件是兩個不同的操作在這兩個操作之間可能發(fā)生故障如果先寫了數(shù)據(jù)庫修改，而在日志文件中沒有登記下這個修改，那么以后就無法恢復(fù)這個修改了如果先寫日志，但沒有修改數(shù)據(jù)庫，按日志文件恢復(fù)時只不過是多執(zhí)行一次不必要的撤消〔UNDO〕操作，并不會影響數(shù)據(jù)庫的正確性567.5恢復(fù)策略7.5.1事務(wù)故障的恢復(fù)7.5.2系統(tǒng)故障的恢復(fù)7.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)577.5.1事務(wù)故障的恢復(fù)事務(wù)故障：是指事務(wù)在運(yùn)行至正常終止點(diǎn)之前被終止?；謴?fù)方法由恢復(fù)子系統(tǒng)利用日志文件撤消〔UNDO〕此事務(wù)已對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的修改事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動完成，不需要用戶干預(yù)58DBMS執(zhí)行事務(wù)故障的恢復(fù)步驟1.反向掃描日志文件〔即從最后向前掃描日志文件〕，查找該事務(wù)的更新操作。2.對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即，將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。登記的插入操作，“更新前的值”為空，那么恢復(fù)時相當(dāng)于做刪除操作登記的刪除操作，“更新后的值”為空，那么恢復(fù)時相當(dāng)于做插入操作假設(shè)登記的是修改操作，那么用更新前的值代替更新后的值59事務(wù)故障的恢復(fù)步驟3.繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的其他更新操作，并做同樣處理。4.如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。60例:如圖要對事務(wù)Ti進(jìn)行恢復(fù),

即撤消(UNDO)該事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改步驟如下:(1)從日志文件尾反向掃描,找到Ti-insert記錄,從中知道Ti插入了哪個記錄,將其刪除.(2)再接著往回掃描,找到Ti-update記錄,從中知道Ti修改了哪個記錄,將其用修改前的值替換回去.(3)再接著往回找到Ti-delete記錄,從中知道Ti刪除了哪個記錄,將其插入.(4)再接著往回掃描,找到各個Ti的操作,執(zhí)行UNDO操作直到Ti-begin為止.Ti-begin…Ti-delete…Ti-update…Ti-insert…日志文件尾617.5.2系統(tǒng)故障的恢復(fù)系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫不一致狀態(tài)的原因:一些未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新已寫入數(shù)據(jù)庫一些已提交事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新還留在緩沖區(qū)沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫恢復(fù)方法1.Undo〔撤消〕故障發(fā)生時未完成的事務(wù)2.Redo〔重做〕已完成的事務(wù)系統(tǒng)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)在重新啟動時自動完成，不需要用戶干預(yù)62系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟1. 正向掃描日志文件〔即從前頭掃描日志文件〕將在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)記入Redo隊列:T1,T3,T8…..(這些事務(wù)既有BEGINTRANSACTION記錄,也有COMMIT記錄)將故障發(fā)生時尚未完成的事務(wù)記入Undo隊列:T2,T4,T5,T6,T7,T9…...…..(這些事務(wù)有BEGINTRANSACTION記錄,無COMMIT記錄)63系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟2.對Undo隊列事務(wù)進(jìn)行UNDO(撤消)處理反向掃描日志文件，對每個UNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作：將“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。3.對Redo隊列事務(wù)進(jìn)行REDO(重做)處理正向掃描日志文件，對每個REDO事務(wù)重新執(zhí)行登記的操作，將“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫。647.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)發(fā)生介質(zhì)故障后,磁盤上的物理數(shù)據(jù)和日志文件被破壞。恢復(fù)的方法是:1.重裝數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到一致性狀態(tài)2.重做已完成的事務(wù)657.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)具體恢復(fù)步驟:1.裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫副本，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到最近一次轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)。對于靜態(tài)轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫副本，裝入后數(shù)據(jù)庫即處于一致性狀態(tài)對于動態(tài)轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫副本，還須同時裝入轉(zhuǎn)儲時刻的日志文件副本，利用與恢復(fù)系統(tǒng)故障相同的方法〔即REDO+UNDO〕，才能將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到一致性狀態(tài)。66利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲副本將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到一致性狀態(tài)

故障發(fā)生點(diǎn)

靜態(tài)轉(zhuǎn)儲

運(yùn)行事務(wù)