第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)

1、第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第三篇 系統(tǒng)篇,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是由DBMS統(tǒng)一管理和控制的，為了適應(yīng)數(shù)據(jù)共享的環(huán)境，DBMS必須提供數(shù)據(jù)保護(hù)能力，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的安全可靠和正確有效。 數(shù)據(jù)保護(hù) 安全性 完整性 并發(fā)控制 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第三篇 系統(tǒng)篇,第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù) 第八章 并發(fā)控制 第九章 數(shù)據(jù)庫(kù)安全性 第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)

2、技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念,一、什么是事務(wù) 二、如何定義事務(wù) 三、事務(wù)的特性,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),一、什么是事務(wù),事務(wù)(Transaction)是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個(gè)不可分割的工作單位 事務(wù)和程序是兩個(gè)概念 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)事務(wù)可以是一條SQL語(yǔ)句，一組SQL語(yǔ)句或整個(gè)程序 一個(gè)應(yīng)用程序通常包含多個(gè)事務(wù) 事務(wù)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),二、如何定義事務(wù),顯式定義方式 BEGIN TRANSACTION BEGIN TR

3、ANSACTION SQL 語(yǔ)句1 SQL 語(yǔ)句1 SQL 語(yǔ)句2 SQL 語(yǔ)句2 。 。 COMMIT ROLLBACK 隱式方式 當(dāng)用戶沒(méi)有顯式地定義事務(wù)時(shí)， DBMS按缺省規(guī)定自動(dòng)劃分事務(wù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),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(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新永久生效 ROLLBACK 事務(wù)異常終止 事務(wù)運(yùn)行的過(guò)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(kāi)始時(shí)的狀態(tài),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),三、事務(wù)的特性(ACID特性),事務(wù)的ACID特性： 原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔離性（Is

4、olation） 持續(xù)性（Durability ）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),1. 原子性,事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)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,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),2. 一致性,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)變到另一個(gè)一致性狀態(tài) 一致性狀態(tài)： 數(shù)據(jù)庫(kù)中只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果 不一致?tīng)顟B(tài)： 數(shù)據(jù)庫(kù)中包含失敗事務(wù)的結(jié)果,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),一致性與原子性,銀行轉(zhuǎn)帳：從帳號(hào)A中取出一萬(wàn)元，存入帳號(hào)B。 定義一個(gè)事務(wù)，該事務(wù)包括兩個(gè)操作 這兩個(gè)操作要么全做，要么全不做 全做或者全不做，數(shù)據(jù)庫(kù)都處于一致性狀態(tài)。 如果只做一個(gè)操作，數(shù)據(jù)庫(kù)就處于不一致性狀態(tài)。,第10

5、章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),3. 隔離性,對(duì)并發(fā)執(zhí)行而言 一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾 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)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),T1的修改被T2覆蓋了！,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),4. 持續(xù)性,持續(xù)性也稱永久性（Permanence） 一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。 接下來(lái)的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。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),事務(wù)的特性,保證事務(wù)ACID特性是事務(wù)處理的任務(wù) 破壞事務(wù)ACID特性的因素 多個(gè)事務(wù)并行運(yùn)行時(shí)，不同事務(wù)的操作交叉執(zhí)行 事務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中被強(qiáng)行停止,第10章數(shù)

6、據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述,故障是不可避免的 計(jì)算機(jī)硬件故障 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的錯(cuò)誤 操作員的失誤 惡意的破壞 故障的影響 運(yùn)行事務(wù)非正常中斷 破壞數(shù)據(jù)庫(kù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)故障的對(duì)策 DBMS提供恢復(fù)子系統(tǒng) 保證故障發(fā)生后，能把數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某種邏輯一

7、致的狀態(tài) 保證事務(wù)ACID 恢復(fù)技術(shù)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),一、事務(wù)故障,什么是事務(wù)故障 某個(gè)事務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中由于種種原因未運(yùn)行至正常終止點(diǎn)就夭折了 事務(wù)故障的常見(jiàn)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(cuò) 并行事務(wù)發(fā)生死鎖 。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),事務(wù)故障的恢復(fù),發(fā)生事

8、務(wù)故障時(shí)，夭折的事務(wù)可能已把對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的部分修改寫(xiě)回磁盤(pán) 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) 清除該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改，使得這個(gè)事務(wù)象根本沒(méi)有啟動(dòng)過(guò)一樣,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),二、系統(tǒng)故障,什么是系統(tǒng)故障 整個(gè)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(kù)緩沖區(qū)的信息全部丟失 外部存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)未受影響,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),系統(tǒng)故障的常見(jiàn)原因,操作系統(tǒng)或DBMS代碼錯(cuò)誤 操作員操作失誤 特定類型的硬件錯(cuò)誤（如CPU故障） 突然停電,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),系統(tǒng)故障的恢復(fù),清除尚未完成的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改 系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)

9、，恢復(fù)程序要強(qiáng)行撤消（UNDO）所有未完成事務(wù) 將緩沖區(qū)中已完成事務(wù)提交的結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù) 系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序需要重做（REDO）所有已提交的事務(wù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.3 故障的種類,事務(wù)故障 系統(tǒng)故障 介質(zhì)故障,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),三、介質(zhì)故障,硬件故障使存儲(chǔ)在外存中的數(shù)據(jù)部分丟失或全部丟失 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,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因,硬件故障 磁盤(pán)損壞 磁頭碰撞 操作系統(tǒng)的某種潛在錯(cuò)誤 瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),介質(zhì)故障的恢復(fù),裝入數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生介質(zhì)故障前某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)副本 重做自此時(shí)始的所有成功事務(wù)，將這些事

10、務(wù)已提交的結(jié)果重新記入數(shù)據(jù)庫(kù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),恢復(fù)操作的基本原理,恢復(fù)操作的基本原理：冗余 利用存儲(chǔ)在系統(tǒng)其它地方的冗余數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù)中已被破壞或不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù) 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：復(fù)雜 一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，恢復(fù)子系統(tǒng)的代碼要占全部代碼的10%以上,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù),恢復(fù)機(jī)制涉及的關(guān)鍵

11、問(wèn)題 1. 如何建立冗余數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)（backup） 登錄日志文件（logging） 2. 如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.4.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ),一、什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ) 二、轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用途 三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),一、什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ),轉(zhuǎn)儲(chǔ)是指DBA將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制到磁帶或另一個(gè)磁盤(pán)上保存起來(lái)的過(guò)程。 這些備用的數(shù)據(jù)文本稱為后備副本或后援副本。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),轉(zhuǎn)儲(chǔ),故障發(fā)生點(diǎn) 轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 正常運(yùn)行 Ta Tb Tf 重裝后備副本 重新運(yùn)行事務(wù) 恢復(fù) ,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法,1靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 2海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ) 3轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié),第1

12、0章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),1靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ),在系統(tǒng)中無(wú)運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ) 轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)始時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài) 轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間不允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的任何存取、修改活動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性 轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等用戶事務(wù)結(jié)束 新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù),故障發(fā)生點(diǎn) 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 正常運(yùn)行 Ta Tb Tf 重裝后備副本 恢復(fù) ,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),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)期間允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(huì)影響新事務(wù)的運(yùn)行 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的缺點(diǎn) 不能保證副本中的數(shù)據(jù)正確有效,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ),

13、利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的副本進(jìn)行故障恢復(fù) 需要把動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間各事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改活動(dòng)登記下來(lái)，建立日志文件 后備副本加上日志文件才能把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某一時(shí)刻的正確狀態(tài),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù),運(yùn)行事務(wù) 故障發(fā)生點(diǎn) 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 正常運(yùn)行 Ta Tb Tf 重裝后備副本 利用日志文件恢復(fù) 恢復(fù) ,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù),Ta Tb Tf 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 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(chǔ)日志文件 重裝后備副本，然后利用轉(zhuǎn)儲(chǔ)的日志文件恢復(fù) 恢復(fù)到一 致性狀態(tài),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),2海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ),海量轉(zhuǎn)儲(chǔ): 每次轉(zhuǎn)

14、儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫(kù) 增量轉(zhuǎn)儲(chǔ): 只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)后更新過(guò)的數(shù)據(jù) 海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)比較 從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)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(kù)很大，事務(wù)處理又十分頻繁，則增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式更實(shí)用更有效,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),3轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié),轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法分類,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),轉(zhuǎn)儲(chǔ)策略,應(yīng)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，制作后備副本。 但轉(zhuǎn)儲(chǔ)又是十分耗費(fèi)時(shí)間和資源的，不能頻繁進(jìn)行。 DBA應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)使用情況確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)儲(chǔ)周期和轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法。 例： 每天晚上進(jìn)行動(dòng)態(tài)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ) 每周進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ) 每月進(jìn)行一次靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù),10.4.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 10

15、.4.2 登記日志文件,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.4.2 登記日志文件,一、日志文件的內(nèi)容 二、日志文件的用途 三、登記日志文件的原則,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),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(lái)記錄事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的 更新操作的文件 2. 日志文件的格式 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,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),日志文件的內(nèi)容（續(xù)）,3. 日志文件內(nèi)容 各個(gè)事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)記(BEGIN TRANSACTION) 各個(gè)事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記(COMMIT或ROLLBACK) 各個(gè)事務(wù)的所有更新操作 與事務(wù)有關(guān)的內(nèi)部更新操作 日志文件中的一個(gè)日志記錄 (log

16、 record),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),4. 基于記錄的日志文件,每條日志記錄的內(nèi)容 事務(wù)標(biāo)識(shí) 操作類型（插入、刪除或修改） 操作對(duì)象（記錄ID、Block NO.） 更新前數(shù)據(jù)的舊值（對(duì)插入操作而言，此項(xiàng)為空值） 更新后數(shù)據(jù)的新值（對(duì)刪除操作而言, 此項(xiàng)為空值）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),5. 基于數(shù)據(jù)塊的日志文件,每條日志記錄的內(nèi)容 事務(wù)標(biāo)識(shí)（標(biāo)明是那個(gè)事務(wù)） 操作對(duì)象（記錄ID、Block NO.） 更新前數(shù)據(jù)所在的整個(gè)數(shù)據(jù)塊的值（對(duì)插入操作而言，此項(xiàng)為空值） 更新后整個(gè)數(shù)據(jù)塊的值（對(duì)刪除操作而言, 此項(xiàng)為空值）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),二、日志文件的用途,1用途 進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù) 進(jìn)行

17、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),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),日志文件的用途（續(xù)）,2與靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本配合進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù) 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)已是一致性的數(shù)據(jù) 如果靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)完成后，仍能定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)日志文件，則在出現(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(duì)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(kù)恢復(fù)到故障前某一時(shí)刻的正確狀態(tài),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),日志文件的用途（續(xù)）,故障發(fā)生點(diǎn) 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 正常運(yùn)行 Ta Tb Tf 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 ,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),日志文件的

18、用途（續(xù)）,3介質(zhì)故障恢復(fù)：LOG FILE + 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：同時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)同一時(shí)點(diǎn)的日志文件 后備副本與該日志文件結(jié)合起來(lái)才能將數(shù)據(jù)庫(kù)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)，避免重新運(yùn)行事務(wù)程序。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),三、登記日志文件的原則,為保證數(shù)據(jù)庫(kù)是可恢復(fù)的，登記日志文件時(shí)必須遵循兩條原則 登記的次序嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序 必須先寫(xiě)日志文件，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù) 寫(xiě)日志文件操作：把表示這個(gè)修改的日志記錄 寫(xiě)到日志文件 寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)操作：把對(duì)數(shù)據(jù)的修改寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),登記日志文件的原則（續(xù)）,為什么要先寫(xiě)日志文件 寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)和寫(xiě)日志文件是兩

19、個(gè)不同的操作 在這兩個(gè)操作之間可能發(fā)生故障 如果先寫(xiě)了數(shù)據(jù)庫(kù)修改，而在日志文件中沒(méi)有登記下這個(gè)修改，則以后就無(wú)法恢復(fù)這個(gè)修改了 如果先寫(xiě)日志，但沒(méi)有修改數(shù)據(jù)庫(kù)，按日志文件恢復(fù)時(shí)只不過(guò)是多執(zhí)行一次不必要的UNDO操作，并不會(huì)影響數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.5 恢復(fù)策略,10.5.1 事務(wù)故障的恢復(fù) 10.5.2

20、 系統(tǒng)故障的恢復(fù) 10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.5.1 事務(wù)故障的恢復(fù),事務(wù)故障：事務(wù)在運(yùn)行至正常終止點(diǎn)前被中止 恢復(fù)方法 由恢復(fù)子系統(tǒng)應(yīng)利用日志文件撤消（UNDO）此事務(wù)已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的修改 事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動(dòng)完成，不需要用戶干預(yù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),事務(wù)故障的恢復(fù)步驟,1. 反向掃描文件日志（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(duì)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”（Befor Image, BI）寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。 插入操作， “更新前的值”為空，則相當(dāng)于做刪除操作 刪除操作，“更新后的值”為空，則相當(dāng)于做插入操

21、作 若是修改操作，則用BI 代替 AI（After Image）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),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(kāi)始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.5.2 系統(tǒng)故障的恢復(fù),系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫(kù)不一致?tīng)顟B(tài)的原因 一些未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù) 一些已提交事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新還留在緩沖區(qū)沒(méi)來(lái)得及寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù) 恢復(fù)方法 1. Undo 故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù) 2. Redo 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(dòng)時(shí)自動(dòng)完成，不需要用戶干預(yù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技

22、術(shù),系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟,1.正向掃描日志文件（即從頭掃描日志文件） Redo隊(duì)列: 在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù) T1, T3, T8. Undo隊(duì)列:故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù) T2, T4, T5, T6, T7, T9 .,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟,2. 對(duì)Undo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行UNDO處理 反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)UNDO事務(wù)的更 新操作執(zhí)行逆操作 T2, T4, T5, T6, T7, T9 3. 對(duì)Redo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行REDO處理 正向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)REDO事務(wù)重新 執(zhí)行登記的操作 T1, T3, T8.,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù),1.

23、 重裝數(shù)據(jù)庫(kù)， 使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài) 2. 重做已完成的事務(wù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù),恢復(fù)步驟 1. 裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫(kù)副本，使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到最近一次轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的一致性狀態(tài)。 對(duì)于靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)副本，裝入后數(shù)據(jù)庫(kù)即處于一致性狀態(tài) 對(duì)于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)副本，還須同時(shí)裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)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(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài)。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài),故障發(fā)生點(diǎn) 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 正常運(yùn)行 Ta Tb Tf 登記日志文件 重裝后備副本 恢復(fù) ,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用

24、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài),Ta Tb Tf 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 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(chǔ)日志文件 重裝后備副本，然后利用轉(zhuǎn)儲(chǔ)的日志文件恢復(fù) 恢復(fù)到一 致性狀態(tài),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）,2. 裝入有關(guān)的日志文件副本，重做已完成的事務(wù)。 首先掃描日志文件，找出故障發(fā)生時(shí)已提交的事務(wù)的標(biāo)識(shí)，將其記入重做隊(duì)列。 然后正向掃描日志文件，對(duì)重做隊(duì)列中的所有事務(wù)進(jìn)行重做處理。即將日志記錄中“更新后的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）,介質(zhì)故障的恢復(fù)需要DBA介入 DBA的工作 重裝最近轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)副本和有關(guān)的各日志

25、文件副本 執(zhí)行系統(tǒng)提供的恢復(fù)命令 具體的恢復(fù)操作仍由DBMS完成,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù),一、問(wèn)題的提出 二、檢查點(diǎn)技術(shù) 三、利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),一、問(wèn)題的提出,兩個(gè)問(wèn)題 搜索整個(gè)日志將耗費(fèi)大量的時(shí)間 REDO處理：重新執(zhí)行，浪費(fèi)了大量時(shí)間,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),解決

26、方案,具有檢查點(diǎn)（checkpoint）的恢復(fù)技術(shù) 在日志文件中增加檢查點(diǎn)記錄（checkpoint） 增加重新開(kāi)始文件 恢復(fù)子系統(tǒng)在登錄日志文件期間動(dòng)態(tài)地維護(hù)日志,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),二、檢查點(diǎn)技術(shù),檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容 1. 建立檢查點(diǎn)時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單 2. 這些事務(wù)最近一個(gè)日志記錄的地址 重新開(kāi)始文件的內(nèi)容 記錄各個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),在檢查點(diǎn) 維護(hù)日志文件,1. 將當(dāng)前日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫(xiě)入磁盤(pán)的日志文件上。 2. 在日志文件中寫(xiě)入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄。 3. 將當(dāng)前數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)記錄寫(xiě)

27、入磁盤(pán)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。 4. 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。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),建立檢查點(diǎn),定期 按照預(yù)定的一個(gè)時(shí)間間隔 不定期 按照某種規(guī)則，如日志文件已寫(xiě)滿一半建立一個(gè)檢查點(diǎn),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),三、利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略,當(dāng)事務(wù)T在一個(gè)檢查點(diǎn)之前提交 T對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所做的修改已寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù) 在進(jìn)行恢復(fù)處理時(shí)，沒(méi)有必要對(duì)事務(wù)T執(zhí)行REDO操作,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)步驟,1. 從重新開(kāi)始文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址 2 由該地址在日志文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技

28、術(shù),利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）,3.由該檢查點(diǎn)記錄得到檢查點(diǎn)建立時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單ACTIVE-LIST 建立兩個(gè)事務(wù)隊(duì)列 UNDO-LIST REDO-LIST 把ACTIVE-LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）,4.從檢查點(diǎn)開(kāi)始正向掃描日志文件，直到日志文件結(jié)束 如有新開(kāi)始的事務(wù)Ti，把Ti暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列 如有提交的事務(wù)Tj，把Tj從UNDO-LIST隊(duì)列移到REDO-LIST隊(duì)列 5.對(duì)UNDO-LIST中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行UNDO操作, 對(duì)REDO-LIST中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行REDO操作,第

29、10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像,介質(zhì)故障是對(duì)系統(tǒng)影響最為嚴(yán)重的一種故障，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性 介質(zhì)故障恢復(fù)比較費(fèi)時(shí) 為預(yù)防介質(zhì)故障，DBA必須周期性地轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù) 提高數(shù)據(jù)庫(kù)可用性的解決方案 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（Mirror）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像 DBMS自動(dòng)把整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)

30、制到另一個(gè)磁盤(pán)上 DBMS自動(dòng)保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性(圖10.5a),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的用途,出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí) DBMS自動(dòng)利用鏡像磁盤(pán)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)，不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫(kù)副本(圖10.5b) 沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí) 可用于并發(fā)操作(圖10.5a) 一個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)加排他鎖修改數(shù)據(jù) 其他用戶可以讀鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)上的數(shù)據(jù),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（續(xù)）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.1 事務(wù)的基本概念 10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述 10.3 故障的種類 10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 10.5 恢復(fù)策略 10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 10.7 數(shù)據(jù)庫(kù)

31、鏡像 10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 10.9 小結(jié),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù),1. 轉(zhuǎn)儲(chǔ) 2. 登記日志文件,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),10.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù)：轉(zhuǎn)儲(chǔ),轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本的方法 文件拷貝 EXPORT實(shí)用程序 用SQL命令SPOOL 自己編程實(shí)現(xiàn),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),重裝后備副本的方法,文件拷貝 IMPORT實(shí)用程序 SQL*LOADER實(shí)用程序 自己編程實(shí)現(xiàn),第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),2. 登記日志文件,ORACLE V.5：以數(shù)據(jù)塊為單位 ORACLE V.7：REDO日志 + 回滾段,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),ORACLE V.5的恢復(fù)

32、技術(shù),日志文件以數(shù)據(jù)塊為單位，恢復(fù)操作不是基于操作，而是基于數(shù)據(jù)塊 將更新前的舊值與更新后的新值分別放在兩個(gè)不同的日志文件中 記錄數(shù)據(jù)庫(kù)更新前舊值的日志文件稱為數(shù)據(jù)庫(kù)前像文件（Before Image，簡(jiǎn)稱BI文件） 記錄數(shù)據(jù)庫(kù)更新后新值的日志文件稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的后像文件（After Image，簡(jiǎn)稱AI文件）,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),OracleV.5 的恢復(fù)技術(shù)（續(xù)）,BI文件是必須的，AI文件是任選的 沒(méi)有AI文件：只能執(zhí)行UNDO處理，不能執(zhí)行REDO處理,第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù),Oracle v.7的恢復(fù)技術(shù)（續(xù)）,REDO日志文件：更新數(shù)據(jù)的前像和后像 回滾段(Rollback Segment）：記錄尚未完成的更新事務(wù)