第四章恢復(fù)技術(shù)

1、1 4.1 事務(wù)的基本概念事務(wù)的基本概念 4.2 故障的種類故障的種類 4.3 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 4.4 恢復(fù)策略恢復(fù)策略 4.5 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 4.6 數(shù)據(jù)庫鏡像數(shù)據(jù)庫鏡像第四章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)2對(duì)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)，有下面幾個(gè)問題：對(duì)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)，有下面幾個(gè)問題： 如何使數(shù)據(jù)資源只被相關(guān)人員合理使用？如何使數(shù)據(jù)資源只被相關(guān)人員合理使用？ 如何恢復(fù)被破壞的數(shù)據(jù)？如何恢復(fù)被破壞的數(shù)據(jù)？ 如何協(xié)調(diào)多用戶的工作來保證數(shù)據(jù)的一致性？如何協(xié)調(diào)多用戶的工作來保證數(shù)據(jù)的一致性？ 如何自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)用戶的失誤？如何自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)用戶的失誤？3 作為一個(gè)完善的作為

2、一個(gè)完善的DBMS，應(yīng)該提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)功，應(yīng)該提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能來保證數(shù)據(jù)的安全可靠和正確有效！能來保證數(shù)據(jù)的安全可靠和正確有效！數(shù)據(jù)的安全性數(shù)據(jù)的安全性數(shù)據(jù)的完整性數(shù)據(jù)的完整性并發(fā)控制并發(fā)控制數(shù)據(jù)庫恢復(fù)數(shù)據(jù)庫恢復(fù)數(shù)據(jù)保護(hù)也叫數(shù)據(jù)控制，主要包括：數(shù)據(jù)保護(hù)也叫數(shù)據(jù)控制，主要包括：本章討論數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)。本章討論數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)。4問題：系統(tǒng)軟、硬件故障對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)造成破壞時(shí)，該如問題：系統(tǒng)軟、硬件故障對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)造成破壞時(shí)，該如何處理？何處理？例：銀行轉(zhuǎn)帳例：銀行轉(zhuǎn)帳設(shè)從帳號(hào)設(shè)從帳號(hào)A中撥一筆款中撥一筆款X到帳號(hào)到帳號(hào)B，正常的執(zhí)行過程是：，正常的執(zhí)行過程是： 查看帳號(hào)查看帳號(hào)A上是否有足夠的

3、款數(shù)，即余額上是否有足夠的款數(shù)，即余額 X ？ 若余額若余額 X, 則給出提示信息，中止執(zhí)行。則給出提示信息，中止執(zhí)行。 若余額若余額 X，則執(zhí)行下面三步：，則執(zhí)行下面三步： 在在A中記上一筆支出，從余額中減去中記上一筆支出，從余額中減去 X； 把值把值X傳到傳到B上；上； 在在B中記上一筆收入，在余額上加中記上一筆收入，在余額上加X，結(jié)束。，結(jié)束。若在執(zhí)行了第二步后突然斷電或線路傳輸錯(cuò)誤，則導(dǎo)致若在執(zhí)行了第二步后突然斷電或線路傳輸錯(cuò)誤，則導(dǎo)致帳面不平帳面不平停電停電5 1、事務(wù)（、事務(wù)（transaction） 一個(gè)數(shù)據(jù)庫操作序列，是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的基本邏一個(gè)數(shù)據(jù)庫操作序列，是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序

4、的基本邏輯單元。輯單元。 這些操作要么都做，要么都不做，是一個(gè)不可這些操作要么都做，要么都不做，是一個(gè)不可分割的執(zhí)行單位。分割的執(zhí)行單位。主要是更新操作主要是更新操作定義事務(wù)的語句定義事務(wù)的語句:BEGIN TRANSACTIONCOMMIT 或或 ROLLBACK事務(wù)開始事務(wù)開始 事務(wù)提交：事務(wù)提交：事務(wù)完成了其包含的事務(wù)完成了其包含的所有活動(dòng)，正常結(jié)束所有活動(dòng)，正常結(jié)束 事務(wù)回滾（中止）：事務(wù)回滾（中止）：撤消已做的所有操作，撤消已做的所有操作，回到事務(wù)開始時(shí)的狀態(tài)回到事務(wù)開始時(shí)的狀態(tài)4.1 4.1 事務(wù)的基本概念事務(wù)的基本概念事務(wù)結(jié)束事務(wù)結(jié)束62、事務(wù)應(yīng)具有的性質(zhì)、事務(wù)應(yīng)具有的性質(zhì)（1）

5、原子性（）原子性（Atomicity）：事務(wù)執(zhí)行時(shí)的不可分割性，：事務(wù)執(zhí)行時(shí)的不可分割性， 即事務(wù)所包含的活動(dòng)要么都做，要么都不做即事務(wù)所包含的活動(dòng)要么都做，要么都不做 若事務(wù)因故障而中止，則要設(shè)法消除該事務(wù)所產(chǎn)生若事務(wù)因故障而中止，則要設(shè)法消除該事務(wù)所產(chǎn)生的影響，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到該事務(wù)執(zhí)行前的狀態(tài)。的影響，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到該事務(wù)執(zhí)行前的狀態(tài)。（2）一致性（）一致性（Consistency）：事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的作用應(yīng)：事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的作用應(yīng) 使數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致狀態(tài)到另一個(gè)一致狀態(tài)使數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致狀態(tài)到另一個(gè)一致狀態(tài)例如：一個(gè)帳號(hào)的收支之差應(yīng)等于余額。例如：一個(gè)帳號(hào)的收支之差應(yīng)等于余額。 飛機(jī)訂票系統(tǒng)，

6、事務(wù)執(zhí)行前后，座位與訂出座位飛機(jī)訂票系統(tǒng)，事務(wù)執(zhí)行前后，座位與訂出座位等信息必須一致。等信息必須一致。7（3）隔離性（）隔離性（Isolation）：）： 多事務(wù)并發(fā)執(zhí)行，應(yīng)象各事務(wù)獨(dú)立執(zhí)行一樣，不多事務(wù)并發(fā)執(zhí)行，應(yīng)象各事務(wù)獨(dú)立執(zhí)行一樣，不能相互干擾。一個(gè)正在執(zhí)行的事務(wù)其中間結(jié)果不能為其能相互干擾。一個(gè)正在執(zhí)行的事務(wù)其中間結(jié)果不能為其它事務(wù)所訪問。它事務(wù)所訪問。例如：有兩個(gè)事務(wù)，在同一帳號(hào)上存款和貸款：例如：有兩個(gè)事務(wù)，在同一帳號(hào)上存款和貸款：貸款事務(wù)貸款事務(wù) T1存款事務(wù)存款事務(wù) T2存入款存入款100元元貸出款貸出款50元元CommitRollbackT2中止，中止，T1也必須中止，也必須

7、中止，造成鏈?zhǔn)绞聞?wù)中止造成鏈?zhǔn)绞聞?wù)中止（cascading aborts）余額余額10元元2、事務(wù)應(yīng)具有的性質(zhì)、事務(wù)應(yīng)具有的性質(zhì)8（4）持久性（）持久性（Durability）： 一旦事務(wù)提交，不論執(zhí)行一旦事務(wù)提交，不論執(zhí)行何種操作或發(fā)生何種故障，都不應(yīng)對(duì)該事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果有何種操作或發(fā)生何種故障，都不應(yīng)對(duì)該事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果有任何影響。任何影響。能恢復(fù)能恢復(fù)2、事務(wù)應(yīng)具有的性質(zhì)、事務(wù)應(yīng)具有的性質(zhì)93、 事務(wù)管理任務(wù)事務(wù)管理任務(wù) 事務(wù)管理的任務(wù)就是要保證事務(wù)滿足上述性質(zhì)。使事務(wù)管理的任務(wù)就是要保證事務(wù)滿足上述性質(zhì)。使事務(wù)不具有上述性質(zhì)的因素可能是：事務(wù)不具有上述性質(zhì)的因素可能是：（1）事務(wù)在運(yùn)行過程

8、中被強(qiáng)行終止；）事務(wù)在運(yùn)行過程中被強(qiáng)行終止；（2）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。）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。 因此事物管理又分為兩個(gè)方面：因此事物管理又分為兩個(gè)方面：恢復(fù)技術(shù)：保證事務(wù)在故障時(shí)滿足上述性質(zhì)的技術(shù)?；謴?fù)技術(shù)：保證事務(wù)在故障時(shí)滿足上述性質(zhì)的技術(shù)。并發(fā)控制：保證事務(wù)在并發(fā)執(zhí)行時(shí)滿足上述性質(zhì)的技術(shù)。并發(fā)控制：保證事務(wù)在并發(fā)執(zhí)行時(shí)滿足上述性質(zhì)的技術(shù)。104.2 4.2 故障的種類故障的種類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生各種各樣的故障，分為以下幾類。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生各種各樣的故障，分為以下幾類。1、事務(wù)內(nèi)部的故障、事務(wù)內(nèi)部的故障 可以通過事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)并處理的故

9、障可以通過事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)并處理的故障 如銀行轉(zhuǎn)帳事務(wù)程序在余額小于轉(zhuǎn)帳額時(shí)的情形如銀行轉(zhuǎn)帳事務(wù)程序在余額小于轉(zhuǎn)帳額時(shí)的情形 非預(yù)期的故障（不能由應(yīng)用程序處理）非預(yù)期的故障（不能由應(yīng)用程序處理） 如運(yùn)算溢出、被零除、發(fā)生死鎖時(shí)被選中撤消等如運(yùn)算溢出、被零除、發(fā)生死鎖時(shí)被選中撤消等 通常，我們所說的事務(wù)故障僅指非預(yù)期故障。事務(wù)故障意味著通常，我們所說的事務(wù)故障僅指非預(yù)期故障。事務(wù)故障意味著事務(wù)沒有達(dá)到預(yù)期的終點(diǎn)（事務(wù)沒有達(dá)到預(yù)期的終點(diǎn)（COMMIT或者顯式的或者顯式的ROLLBACK），），因此數(shù)據(jù)庫可能處于不一致狀態(tài)，恢復(fù)程序應(yīng)在不影響其他事務(wù)的因此數(shù)據(jù)庫可能處于不一致狀態(tài)，恢復(fù)程序應(yīng)在不影響

10、其他事務(wù)的情況下，撤消故障事務(wù)的所有修改，使得故障事務(wù)就象沒有運(yùn)行一情況下，撤消故障事務(wù)的所有修改，使得故障事務(wù)就象沒有運(yùn)行一樣。這類操作稱為事務(wù)撤消（樣。這類操作稱為事務(wù)撤消（UNDO）。）。 112、系統(tǒng)范圍內(nèi)的故障：軟故障、系統(tǒng)范圍內(nèi)的故障：軟故障 造成系統(tǒng)停止的任何事件，如造成系統(tǒng)停止的任何事件，如CPU故障、操作系統(tǒng)故障、操作系統(tǒng)故障、程序代碼錯(cuò)誤、斷電等，使得系統(tǒng)必須重新啟動(dòng)。故障、程序代碼錯(cuò)誤、斷電等，使得系統(tǒng)必須重新啟動(dòng)。 特征：影響所有正在運(yùn)行的事務(wù)，但不破壞數(shù)據(jù)庫。特征：影響所有正在運(yùn)行的事務(wù)，但不破壞數(shù)據(jù)庫。它們可引起緩沖區(qū)內(nèi)容丟失，并使所有正在運(yùn)行的事務(wù)它們可引起緩沖區(qū)

11、內(nèi)容丟失，并使所有正在運(yùn)行的事務(wù)不能到達(dá)預(yù)期終點(diǎn)。不能到達(dá)預(yù)期終點(diǎn)。 系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)，可能使數(shù)據(jù)庫處于不一致狀態(tài)：系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)，可能使數(shù)據(jù)庫處于不一致狀態(tài)： （1）有些非正常終止事務(wù)的結(jié)果可能已寫入數(shù)據(jù)庫，在系統(tǒng)）有些非正常終止事務(wù)的結(jié)果可能已寫入數(shù)據(jù)庫，在系統(tǒng)下次啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序必須回滾這些非正常終止的事務(wù)，撤消這下次啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序必須回滾這些非正常終止的事務(wù)，撤消這些事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的影響。些事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的影響。 （2）有些已完成事務(wù)的結(jié)果可能部分或全部留在緩沖區(qū)，而）有些已完成事務(wù)的結(jié)果可能部分或全部留在緩沖區(qū)，而尚未寫回磁盤上的數(shù)據(jù)庫中。在系統(tǒng)下次啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序必須尚未寫回磁盤上的數(shù)

12、據(jù)庫中。在系統(tǒng)下次啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序必須重做（重做（REDO）所有已提交的事務(wù)，將數(shù)據(jù)庫真正恢復(fù)到一致狀）所有已提交的事務(wù)，將數(shù)據(jù)庫真正恢復(fù)到一致狀態(tài)。態(tài)。123、介質(zhì)故障：硬故障、介質(zhì)故障：硬故障 如磁盤損壞、磁頭碰撞、強(qiáng)磁場(chǎng)干擾等。如磁盤損壞、磁頭碰撞、強(qiáng)磁場(chǎng)干擾等。這類故障發(fā)生概率很小，但破壞性極大，將破壞部分甚至這類故障發(fā)生概率很小，但破壞性極大，將破壞部分甚至整個(gè)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，并影響使用相應(yīng)數(shù)據(jù)的所有事務(wù)。整個(gè)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，并影響使用相應(yīng)數(shù)據(jù)的所有事務(wù)。4、計(jì)算機(jī)病毒、計(jì)算機(jī)病毒134.3 4.3 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)庫故障對(duì)數(shù)據(jù)庫的影響數(shù)據(jù)庫故障對(duì)數(shù)據(jù)庫的影響* 數(shù)據(jù)庫本

13、身被破壞；數(shù)據(jù)庫本身被破壞；* 數(shù)據(jù)庫沒有破壞，正在運(yùn)行的事務(wù)被非正常終數(shù)據(jù)庫沒有破壞，正在運(yùn)行的事務(wù)被非正常終 止，可能造成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不正確。止，可能造成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不正確。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本原理基本原理- 冗余冗余 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的機(jī)制機(jī)制（兩步）（兩步）* 建立冗余數(shù)據(jù)建立冗余數(shù)據(jù) * 利用冗余數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫恢復(fù)利用冗余數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫中任何一部分被破壞或數(shù)據(jù)不正確時(shí)，可根數(shù)據(jù)庫中任何一部分被破壞或數(shù)據(jù)不正確時(shí)，可根據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)別處的冗余數(shù)據(jù)來重建。據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)別處的冗余數(shù)據(jù)來重建。常用技術(shù)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、登記日志文件常用技術(shù)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、登記日志文件141、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

14、與恢復(fù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù) 轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：DBA定期將整個(gè)數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個(gè)磁定期將整個(gè)數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個(gè)磁盤上保存起來的過程。盤上保存起來的過程。 （這些備用的數(shù)據(jù)稱為后備副本或后援副本）（這些備用的數(shù)據(jù)稱為后備副本或后援副本） 恢復(fù)恢復(fù)：當(dāng)數(shù)據(jù)庫被破壞后可將后備副本重新裝入，并：當(dāng)數(shù)據(jù)庫被破壞后可將后備副本重新裝入，并重新運(yùn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)以后的所有更新事務(wù)。重新運(yùn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)以后的所有更新事務(wù)。 轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)行事務(wù)運(yùn)行事務(wù)重裝后備副本重裝后備副本重新運(yùn)行事務(wù)重新運(yùn)行事務(wù)發(fā)生故障發(fā)生故障TaTbTf正常運(yùn)行正常運(yùn)行恢恢 復(fù)復(fù)例：例：Ta時(shí)刻系統(tǒng)停止運(yùn)行事務(wù)開始轉(zhuǎn)儲(chǔ)，時(shí)刻系統(tǒng)停止運(yùn)行事務(wù)開始轉(zhuǎn)儲(chǔ)，

15、Tb時(shí)刻轉(zhuǎn)儲(chǔ)完時(shí)刻轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢重新開始運(yùn)行事務(wù)，畢重新開始運(yùn)行事務(wù)，Tf時(shí)刻發(fā)生故障。時(shí)刻發(fā)生故障。15轉(zhuǎn)儲(chǔ)的狀態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的狀態(tài)u 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間：轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間 不允許不允許 對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作特點(diǎn)：靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的一定是一個(gè)數(shù)據(jù)一致性的副本。特點(diǎn)：靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的一定是一個(gè)數(shù)據(jù)一致性的副本。因?yàn)檗D(zhuǎn)儲(chǔ)必須等用戶事務(wù)全部結(jié)束才能進(jìn)行，而且新的因?yàn)檗D(zhuǎn)儲(chǔ)必須等用戶事務(wù)全部結(jié)束才能進(jìn)行，而且新的事務(wù)必須等待轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢才能開始執(zhí)行。但數(shù)據(jù)庫的可用事務(wù)必須等待轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢才能開始執(zhí)行。但數(shù)據(jù)庫的可用性被降低。性被降低。u 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間：轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間 允許允許 對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作

16、特點(diǎn)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)和用戶事務(wù)可并發(fā)執(zhí)行，即不必等待正在運(yùn)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)和用戶事務(wù)可并發(fā)執(zhí)行，即不必等待正在運(yùn)行的事務(wù)結(jié)束，也不影響新事務(wù)的運(yùn)行。但轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)行的事務(wù)結(jié)束，也不影響新事務(wù)的運(yùn)行。但轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能已過時(shí)?？赡芤堰^時(shí)。 因此，必須建立日志文件，記錄轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間對(duì)數(shù)據(jù)庫因此，必須建立日志文件，記錄轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間對(duì)數(shù)據(jù)庫的更新活動(dòng)。這樣，后援副本加日志文件就能把數(shù)據(jù)庫的更新活動(dòng)。這樣，后援副本加日志文件就能把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到某個(gè)時(shí)刻的一致性狀態(tài)?；謴?fù)到某個(gè)時(shí)刻的一致性狀態(tài)。16u海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫：每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫u增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)后更新過的數(shù)據(jù)：只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)后更新過的數(shù)據(jù)（

17、一般每周一次）（一般每周一次）（一般每天一次）（一般每天一次）注意：對(duì)大中型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說，注意：對(duì)大中型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說， 轉(zhuǎn)儲(chǔ)是非常重要的！轉(zhuǎn)儲(chǔ)是非常重要的！轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法 動(dòng)態(tài)海量動(dòng)態(tài)海量 動(dòng)態(tài)增量動(dòng)態(tài)增量靜態(tài)海量靜態(tài)海量 靜態(tài)增量靜態(tài)增量費(fèi)時(shí)；費(fèi)時(shí)；在轉(zhuǎn)儲(chǔ)后和故障點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)更新不能恢復(fù)；在轉(zhuǎn)儲(chǔ)后和故障點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)更新不能恢復(fù)；動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能已過時(shí)。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能已過時(shí)。轉(zhuǎn)儲(chǔ)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)172、日志文件和恢復(fù)、日志文件和恢復(fù)日志（日志（log）：用來記錄對(duì)數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。）：用來記錄對(duì)數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式必須建立日志文件

18、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式必須建立日志文件 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式最好建立日志文件靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式最好建立日志文件 日志文件的格式和內(nèi)容日志文件的格式和內(nèi)容u以記錄為單位的日志文件以記錄為單位的日志文件 系統(tǒng)把系統(tǒng)把 事務(wù)開始（事務(wù)開始（BEGIN TRANSACTION） 事務(wù)提交（事務(wù)提交（COMMIT）或）或 事務(wù)撤消（事務(wù)撤消（ROLLBACK） 對(duì)數(shù)據(jù)庫的插入、刪除、修改等對(duì)數(shù)據(jù)庫的插入、刪除、修改等 每一個(gè)操作作為一條記錄存放到日志文件中每一個(gè)操作作為一條記錄存放到日志文件中18事務(wù)標(biāo)識(shí)（哪個(gè)事務(wù)）事務(wù)標(biāo)識(shí)（哪個(gè)事務(wù)）操作類型（插刪改）操作類型（插刪改）操作對(duì)象（哪條記錄）操作對(duì)象（哪條記錄）更新前數(shù)據(jù)的舊值

19、更新前數(shù)據(jù)的舊值更新后數(shù)據(jù)的新值更新后數(shù)據(jù)的新值每條日志記錄的主要內(nèi)容每條日志記錄的主要內(nèi)容對(duì)插入此項(xiàng)為空對(duì)插入此項(xiàng)為空對(duì)刪除此項(xiàng)為空對(duì)刪除此項(xiàng)為空u以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件 將事務(wù)標(biāo)識(shí)及更新前后的數(shù)據(jù)塊均放在日志文件中。將事務(wù)標(biāo)識(shí)及更新前后的數(shù)據(jù)塊均放在日志文件中。日志文件的作用日志文件的作用u 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：數(shù)據(jù)庫毀壞后，重裝后援副本，根據(jù)日志靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：數(shù)據(jù)庫毀壞后，重裝后援副本，根據(jù)日志文件，重做已完成的事務(wù)，并撤消未完成的事務(wù)。文件，重做已完成的事務(wù)，并撤消未完成的事務(wù)。u 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：用后援副本和日志文件綜合起來恢復(fù)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：用后援副本和日志文件綜合起來恢復(fù)數(shù)據(jù)

20、庫。庫。19u日志超前寫規(guī)則日志超前寫規(guī)則 寫數(shù)據(jù)庫和寫日志文件是兩個(gè)不同的操作，在這兩個(gè)操寫數(shù)據(jù)庫和寫日志文件是兩個(gè)不同的操作，在這兩個(gè)操作之間有可能發(fā)生故障，若先寫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，再寫日志的作之間有可能發(fā)生故障，若先寫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，再寫日志的話，萬一在寫日志前發(fā)生故障，則這次的數(shù)據(jù)庫修改未登話，萬一在寫日志前發(fā)生故障，則這次的數(shù)據(jù)庫修改未登記，從而不能恢復(fù)。若寫日志后發(fā)生故障而未修改數(shù)據(jù)庫，記，從而不能恢復(fù)。若寫日志后發(fā)生故障而未修改數(shù)據(jù)庫，則事務(wù)一定未完成，在恢復(fù)時(shí)會(huì)執(zhí)行撤消處理。則事務(wù)一定未完成，在恢復(fù)時(shí)會(huì)執(zhí)行撤消處理。登記日志文件登記日志文件u基本原則：嚴(yán)格按并發(fā)事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序登記；基

21、本原則：嚴(yán)格按并發(fā)事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序登記； 先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫。先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫。例：欲將數(shù)據(jù)庫中某記錄字段的值由例：欲將數(shù)據(jù)庫中某記錄字段的值由5改為改為8，登記日志文件后發(fā)生故障，登記日志文件后發(fā)生故障，則字段值仍為則字段值仍為5，日志中不會(huì)登記該事務(wù)的，日志中不會(huì)登記該事務(wù)的COMMIT或或ROLLBACK記錄，記錄，事務(wù)未完成，恢復(fù)時(shí)對(duì)該操作做撤消處理，將字段值改為該修改操作的舊事務(wù)未完成，恢復(fù)時(shí)對(duì)該操作做撤消處理，將字段值改為該修改操作的舊值值5，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容不變。，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容不變。204.4 4.4 恢復(fù)策略恢復(fù)策略利用日志文件進(jìn)行恢復(fù)利用日志文件進(jìn)行恢復(fù)u 基本策略：

22、基本策略： 對(duì)于尚未提交的事務(wù)，執(zhí)行撤消處理（對(duì)于尚未提交的事務(wù)，執(zhí)行撤消處理（UNDO） 對(duì)于已經(jīng)提交的事務(wù)，執(zhí)行重做處理（對(duì)于已經(jīng)提交的事務(wù)，執(zhí)行重做處理（REDO）u 基本方法：基本方法： 掃描日志文件，確定所有已開始但尚未提交的事務(wù)掃描日志文件，確定所有已開始但尚未提交的事務(wù) （對(duì)它們需（對(duì)它們需UNDO），再確定所有已提交的事務(wù)），再確定所有已提交的事務(wù) （對(duì)它們需（對(duì)它們需REDO） 發(fā)生故障時(shí)，利用數(shù)據(jù)庫后援副本和日志文件可以發(fā)生故障時(shí)，利用數(shù)據(jù)庫后援副本和日志文件可以將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到某個(gè)一致性狀態(tài)，但不同故障的恢復(fù)策將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到某個(gè)一致性狀態(tài)，但不同故障的恢復(fù)策略和方法是不一樣

23、的。略和方法是不一樣的。21uUNDO處理：若事務(wù)提交前出現(xiàn)異常，則對(duì)已執(zhí)行的操作處理：若事務(wù)提交前出現(xiàn)異常，則對(duì)已執(zhí)行的操作 進(jìn)行撤消處理，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到該事務(wù)開始前的狀態(tài)。進(jìn)行撤消處理，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到該事務(wù)開始前的狀態(tài)。 具體做法具體做法：反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)需：反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)需UNDO的的 事務(wù)的更新操作執(zhí)行反操作。即對(duì)已插入的記錄執(zhí)行事務(wù)的更新操作執(zhí)行反操作。即對(duì)已插入的記錄執(zhí)行 刪除，對(duì)已刪除的記錄重新插入，對(duì)已修改的記錄用刪除，對(duì)已刪除的記錄重新插入，對(duì)已修改的記錄用 舊值代替新值。舊值代替新值。UNDO處理是維護(hù)事務(wù)的原子性所必須的處理是維護(hù)事務(wù)的原子性所必須的uR

24、EDO處理：重做已提交事務(wù)的操作。處理：重做已提交事務(wù)的操作。 具體做法具體做法：正向掃描日志文件重新執(zhí)行登記的操作：正向掃描日志文件重新執(zhí)行登記的操作22 有些事務(wù)雖已發(fā)出有些事務(wù)雖已發(fā)出COMMIT操作，但更新的結(jié)果操作，但更新的結(jié)果可能只是寫到緩沖區(qū)而未能寫入磁盤，或磁盤上數(shù)據(jù)庫可能只是寫到緩沖區(qū)而未能寫入磁盤，或磁盤上數(shù)據(jù)庫被破壞，因此需要被破壞，因此需要REDO處理。處理。例如：事務(wù)例如：事務(wù)T1在學(xué)生表在學(xué)生表S上執(zhí)行下面三個(gè)操作：上執(zhí)行下面三個(gè)操作：INSERT INTO S VALUES （S4, D, CS, 19）；）；DELETE FROM SWHERE S# =S1;U

25、PDATE SSET SD=CSWHERE S# =S2;23S1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19事務(wù)事務(wù)T1執(zhí)行前的執(zhí)行前的SS1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19INSERT INTO S VALUES （S4, D, CS, 19）；）；S2 B CS 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19DELETE FROM SWHERE S#=S1;UPDATE SSET SD=CSWHERE S#=S2;寫日志寫日志事務(wù)事務(wù)T1開始開始 T1在在S中插入鍵中插入鍵為

26、為S4的記錄的記錄S4 D CS 19 T1在在S中刪除鍵中刪除鍵為為S1的記錄的記錄S1 A CS 20 T1在在S中修改鍵中修改鍵為為S2的記錄的記錄S2 B CI 21S2 B CS 2124S1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19S1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CS 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19日志日志事務(wù)事務(wù)T1開始開始 T1在在S中插入鍵中插入鍵為為S4的記錄的記錄S4 D CS 19 T1在在S中刪除鍵中刪除鍵為為S1的記錄的記

27、錄S1 A CS 20 T1在在S中修改鍵中修改鍵為為S2的記錄的記錄S2 B CI 21S2 B CS 21REDO處理處理正向正向掃描掃描25S1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CS 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19日志日志事務(wù)事務(wù)T1開始開始 T1在在S中插入鍵中插入鍵為為S4的記錄的記錄S4 D CS 19 T1在在S中刪除鍵中刪除鍵為為S1的記錄的記錄S1 A CS 20 T1在在S中修改鍵中修改鍵為為S2的記錄的記錄S2 B CI 21S2 B CS 21R

28、EDO處理處理正向正向掃描掃描此時(shí)無數(shù)據(jù)修改此時(shí)無數(shù)據(jù)修改若數(shù)據(jù)庫若數(shù)據(jù)庫中的狀態(tài)是中的狀態(tài)是:26S1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19S1 A CS 20S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CS 21S3 C MA 19S4 D CS 19S2 B CI 21S3 C MA 19S4 D CS 19日志日志事務(wù)事務(wù)T1開始開始 T1在在S中插入鍵中插入鍵為為S4的記錄的記錄S4 D CS 19 T1在在S中刪除鍵中刪除鍵為為S1的記錄的記錄S1 A CS 20 T1在在S中修改鍵中修改鍵為為S2的記錄的記錄S2 B CI 21S2 B

29、 CS 21UNDO處理處理反向反向掃描掃描271、事務(wù)故障的恢復(fù)、事務(wù)故障的恢復(fù) 事務(wù)故障是指事務(wù)被非正常終止，應(yīng)根據(jù)日志文件對(duì)未事務(wù)故障是指事務(wù)被非正常終止，應(yīng)根據(jù)日志文件對(duì)未完成事務(wù)做完成事務(wù)做UNDO處理，步驟如下：處理，步驟如下：（1）反向掃描日志文件，查找未完成事務(wù)的更新操作；）反向掃描日志文件，查找未完成事務(wù)的更新操作；（2）對(duì)該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作；）對(duì)該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作；（3）繼續(xù)反向掃描日志文件，對(duì)遇到的更新操作做同樣）繼續(xù)反向掃描日志文件，對(duì)遇到的更新操作做同樣 處理；處理；（4）當(dāng)遇到某事務(wù)的開始標(biāo)記時(shí)，停止對(duì)該事務(wù)的處理。）當(dāng)遇到某事務(wù)的開始標(biāo)記時(shí)，停止對(duì)

30、該事務(wù)的處理。（5）重復(fù)上述過程，直到所有未完成事務(wù)全部）重復(fù)上述過程，直到所有未完成事務(wù)全部UNDO完完 畢。畢。282、系統(tǒng)故障的恢復(fù)、系統(tǒng)故障的恢復(fù) 系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫不一致的原因：一是未完成事務(wù)系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫不一致的原因：一是未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的更新已寫入數(shù)據(jù)庫，二是已提交事務(wù)的結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)庫的更新已寫入數(shù)據(jù)庫，二是已提交事務(wù)的結(jié)果在故障發(fā)生前留在緩沖區(qū)沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫?；謴?fù)操在故障發(fā)生前留在緩沖區(qū)沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫?；謴?fù)操作是撤消未完成事務(wù)，重做已完成事務(wù)。步驟如下：作是撤消未完成事務(wù)，重做已完成事務(wù)。步驟如下： （1）正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生前已提交的事）正向掃描日志文

31、件，找出在故障發(fā)生前已提交的事 務(wù)，將它們記入重做（務(wù)，將它們記入重做（REDO）隊(duì)列，同時(shí)找出故）隊(duì)列，同時(shí)找出故 障發(fā)生前尚未完成的事務(wù)，將它們記入撤消障發(fā)生前尚未完成的事務(wù)，將它們記入撤消 （UNDO）隊(duì)列；）隊(duì)列；（2）反向掃描日志文件，對(duì)）反向掃描日志文件，對(duì)UNDO隊(duì)列的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行隊(duì)列的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行 逆操作，即做撤消處理；逆操作，即做撤消處理；（3）正向掃描日志文件，對(duì)）正向掃描日志文件，對(duì)REDO隊(duì)列中的每個(gè)事務(wù)重隊(duì)列中的每個(gè)事務(wù)重 新執(zhí)行日志文件登記的操作。新執(zhí)行日志文件登記的操作。293、介質(zhì)故障的恢復(fù)、介質(zhì)故障的恢復(fù) 介質(zhì)故障發(fā)生后，磁盤上的數(shù)據(jù)文件和日志文件均被介質(zhì)故障

32、發(fā)生后，磁盤上的數(shù)據(jù)文件和日志文件均被破壞，恢復(fù)的方法是重裝數(shù)據(jù)庫和日志文件，然后重做破壞，恢復(fù)的方法是重裝數(shù)據(jù)庫和日志文件，然后重做自轉(zhuǎn)儲(chǔ)以來已完成的事務(wù)。步驟如下：自轉(zhuǎn)儲(chǔ)以來已完成的事務(wù)。步驟如下： （1）裝入最近轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫后援副本，若是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，）裝入最近轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫后援副本，若是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)， 則還應(yīng)裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間的日志文件，將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)則還應(yīng)裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間的日志文件，將數(shù)據(jù)庫恢復(fù) 到一致性狀態(tài)。到一致性狀態(tài)。（2）裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束后的日志副本，重做已完成的事務(wù)。）裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束后的日志副本，重做已完成的事務(wù)。 說明說明：系統(tǒng)故障與事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動(dòng)完成，：系統(tǒng)故障與事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動(dòng)

33、完成，對(duì)用戶透明，介質(zhì)故障的恢復(fù)，需要對(duì)用戶透明，介質(zhì)故障的恢復(fù)，需要DBA重裝數(shù)據(jù)庫重裝數(shù)據(jù)庫和日志文件副本，然后執(zhí)行相應(yīng)的恢復(fù)命令。不論哪種和日志文件副本，然后執(zhí)行相應(yīng)的恢復(fù)命令。不論哪種恢復(fù)，一般都要掃描整個(gè)日志文件?；謴?fù)，一般都要掃描整個(gè)日志文件。30恢復(fù)方式總結(jié)恢復(fù)方式總結(jié): 當(dāng)數(shù)據(jù)庫被破壞時(shí)當(dāng)數(shù)據(jù)庫被破壞時(shí), 要重裝后備副本要重裝后備副本, 然后利用日志然后利用日志 文件執(zhí)行事務(wù)恢復(fù)，重建數(shù)據(jù)庫文件執(zhí)行事務(wù)恢復(fù)，重建數(shù)據(jù)庫 轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(靜態(tài)靜態(tài))運(yùn)行事務(wù)運(yùn)行事務(wù)發(fā)生故障發(fā)生故障登記日志文件登記日志文件重裝后備副本重裝后備副本重新運(yùn)行事務(wù)重新運(yùn)行事務(wù)利用日志恢復(fù)利用日志恢復(fù)登記日志文件

34、登記日志文件 數(shù)據(jù)庫本身未被破壞，但有些內(nèi)容可能不正確，則可數(shù)據(jù)庫本身未被破壞，但有些內(nèi)容可能不正確，則可 只利用日志文件恢復(fù)，使數(shù)據(jù)庫回到某一正確狀態(tài)只利用日志文件恢復(fù)，使數(shù)據(jù)庫回到某一正確狀態(tài)314.5 4.5 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 利用日志文件恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，一般要掃描整個(gè)日志文利用日志文件恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，一般要掃描整個(gè)日志文件，日志是個(gè)流水帳，往往很長，這樣做具有兩個(gè)問題：件，日志是個(gè)流水帳，往往很長，這樣做具有兩個(gè)問題：u 搜索整個(gè)日志文件將耗費(fèi)大量的時(shí)間；搜索整個(gè)日志文件將耗費(fèi)大量的時(shí)間；u 許多已提交事務(wù)的更新結(jié)果實(shí)際上已寫入數(shù)據(jù)庫許多已提交事務(wù)的更新結(jié)果實(shí)際上已寫入

35、數(shù)據(jù)庫 中，中，重新做這些事務(wù)只會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。重新做這些事務(wù)只會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。 因此，確定哪些事務(wù)需因此，確定哪些事務(wù)需REDO，哪些不需，哪些不需REDO，就很有，就很有意義。意義。解決的方法是：解決的方法是：在日志文件中設(shè)置檢查點(diǎn)記錄在日志文件中設(shè)置檢查點(diǎn)記錄 32 將內(nèi)存中所有日志記錄寫入磁盤的日志文件上；將內(nèi)存中所有日志記錄寫入磁盤的日志文件上； 在磁盤日志文件中寫入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄；在磁盤日志文件中寫入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄； 將內(nèi)存中所有數(shù)據(jù)庫記錄寫入磁盤數(shù)據(jù)庫中；將內(nèi)存中所有數(shù)據(jù)庫記錄寫入磁盤數(shù)據(jù)庫中； 把檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址寫入一個(gè)重新把檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址寫入一個(gè)

36、重新開始文件中。開始文件中。 DBMS周期性地在日志中記錄一個(gè)檢查點(diǎn)：將當(dāng)前正周期性地在日志中記錄一個(gè)檢查點(diǎn)：將當(dāng)前正在執(zhí)行（尚未提交）的所有事務(wù)記錄于一個(gè)記錄中在執(zhí)行（尚未提交）的所有事務(wù)記錄于一個(gè)記錄中檢檢查點(diǎn)記錄。具體工作為：查點(diǎn)記錄。具體工作為：重新開始文件用來記錄各個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址。重新開始文件用來記錄各個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址。33 在檢查點(diǎn)之前已提交的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改在檢在檢查點(diǎn)之前已提交的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改在檢查點(diǎn)之前或檢查點(diǎn)建立時(shí)已記入磁盤，只要數(shù)據(jù)庫未查點(diǎn)之前或檢查點(diǎn)建立時(shí)已記入磁盤，只要數(shù)據(jù)庫未被破壞，不需要對(duì)這些事務(wù)執(zhí)行重做（被破壞，不需要對(duì)這些事務(wù)執(zhí)行重做（REDO）。）。檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容包括：檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容包括： 建立檢查點(diǎn)時(shí)所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單；建立檢查點(diǎn)時(shí)所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單； 這些事務(wù)中最近的一個(gè)日志記錄地址。這些事務(wù)中最近的一個(gè)日志記錄地址。34具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)算法具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)算法 根據(jù)重新開始文件中最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄的地址，根據(jù)重新開始文件中最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄的地址，在日志文件中找到最近的一個(gè)檢查點(diǎn)記錄；在日志文件中找到最近的一個(gè)檢查點(diǎn)記錄； 設(shè)置兩個(gè)隊(duì)列，將檢查點(diǎn)中的所有事務(wù)放入設(shè)置兩個(gè)隊(duì)列，將檢查點(diǎn)中的所有事務(wù)放入U(xiǎn)NDO-LIST，并令，并令REDO-LIST暫暫為空集