數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論課件：第10章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)

1、中國(guó)人民大學(xué)信息學(xué)院 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論An Introduction to Database System第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)An Introduction to Database System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(lèi)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 小結(jié)An Introduction to Database System10.1 事務(wù)的基本概念一、事務(wù)定義二、事務(wù)的特性An Introduction to Database System一、事務(wù)(Transac

2、tion)定義一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列一個(gè)不可分割的工作單位恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位事務(wù)和程序比較在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)事務(wù)可以是一條或多條SQL語(yǔ)句,也可以包含一個(gè)或多個(gè)程序。一個(gè)程序通常包含多個(gè)事務(wù)An Introduction to Database System定義事務(wù)顯式定義方式 BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION 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(hù)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)An Introduction to Database System二、事務(wù)

3、的特性(ACID特性)事務(wù)的ACID特性：原子性（Atomicity）一致性（Consistency）隔離性（Isolation）持續(xù)性（Durability ）An Introduction to Database System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(lèi)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 小結(jié)An Introduction to Database System10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述故障是不可避免的系統(tǒng)故障：計(jì)算機(jī)軟、硬件故障人為故障：操作員的失誤、惡意的破壞等。

4、數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)把數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)(亦稱(chēng)為一致?tīng)顟B(tài)或完整狀態(tài))An Introduction to Database System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(lèi)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 小結(jié)An Introduction to Database System故障的種類(lèi)事務(wù)內(nèi)部的故障系統(tǒng)故障介質(zhì)故障計(jì)算機(jī)病毒An Introduction to Database System一、事務(wù)內(nèi)部的故障事務(wù)內(nèi)部的故障 有的是可以通過(guò)事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)的(

5、見(jiàn)下面轉(zhuǎn)賬事 務(wù)的例子) 有的是非預(yù)期的An Introduction to Database System事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）例如，銀行轉(zhuǎn)賬事務(wù)，這個(gè)事務(wù)把一筆金額從一個(gè)賬戶(hù)甲轉(zhuǎn)給另一個(gè)賬戶(hù)乙。 BEGIN TRANSACTION 讀賬戶(hù)甲的余額BALANCE； BALANCE=BALANCE-AMOUNT；(AMOUNT 為轉(zhuǎn)賬金額) 寫(xiě)回BALANCE； IF(BALANCE 0 ) THEN 打印金額不足，不能轉(zhuǎn)賬； ROLLBACK；(撤銷(xiāo)剛才的修改，恢復(fù)事務(wù)) ELSE 讀賬戶(hù)乙的余額BALANCE1； BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT； 寫(xiě)回BALANCE1； C

6、OMMIT； An Introduction to Database System事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）這個(gè)例子所包括的兩個(gè)更新操作要么全部完成要么全部不做。否則就會(huì)使數(shù)據(jù)庫(kù)處于不一致?tīng)顟B(tài)，例如只把賬戶(hù)甲的余額減少了而沒(méi)有把賬戶(hù)乙的余額增加。在這段程序中若產(chǎn)生賬戶(hù)甲余額不足的情況，應(yīng)用程序可以發(fā)現(xiàn)并讓事務(wù)滾回，撤銷(xiāo)已作的修改，恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)到正確狀態(tài)。An Introduction to Database System事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）事務(wù)內(nèi)部更多的故障是非預(yù)期的，是不能由應(yīng)用程序處理的。運(yùn)算溢出并發(fā)事務(wù)發(fā)生死鎖而被選中撤銷(xiāo)該事務(wù)違反了某些完整性限制等 以后，事務(wù)故障僅指這類(lèi)非預(yù)期的故障事務(wù)故障的

7、恢復(fù)：撤消事務(wù)（UNDO）An Introduction to Database System二、系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障稱(chēng)為軟故障，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)。 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)都非正常終止不破壞數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存中數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)的信息全部丟失An Introduction to Database System系統(tǒng)故障的常見(jiàn)原因特定類(lèi)型的硬件錯(cuò)誤（如CPU故障）操作系統(tǒng)故障DBMS代碼錯(cuò)誤系統(tǒng)斷電An Introduction to Database System系統(tǒng)故障的恢復(fù)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，事務(wù)未提交恢復(fù)策略：強(qiáng)行撤消（UNDO）所有未完成事務(wù)發(fā)生系統(tǒng)故

8、障時(shí)，事務(wù)已提交，但緩沖區(qū)中的信息尚未完全寫(xiě)回到磁盤(pán)上?；謴?fù)策略：重做（REDO）所有已提交的事務(wù)An Introduction to Database System三、介質(zhì)故障介質(zhì)故障稱(chēng)為硬故障，指外存故障磁盤(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An Introduction to Database System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)，將這些事務(wù)已提交的結(jié)果重新記入數(shù)據(jù)庫(kù)An Introduction to Database System四、計(jì)算機(jī)病毒計(jì)算機(jī)病毒一種人為的故障或破壞，是一些惡作劇者研制的一種計(jì)算機(jī)程序可以

9、繁殖和傳播危害破壞、盜竊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)破壞系統(tǒng)文件An Introduction to Database System故障小結(jié)各類(lèi)故障，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的影響有兩種可能性一是數(shù)據(jù)庫(kù)本身被破壞二是數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有被破壞，但數(shù)據(jù)可能不正確，這是由于事務(wù)的運(yùn)行被非正常終止造成的。An Introduction to Database System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(lèi)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 小結(jié)An Introduction to Database System10.4

10、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)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)機(jī)制涉及的關(guān)鍵問(wèn)題如何建立冗余數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)（backup）登錄日志文件（logging） 如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)An Introduction to Database System10.4.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、什么是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)二、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法An Introduction to Database System一、什么是數(shù)據(jù)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，備用的數(shù)據(jù)稱(chēng)為后備副本或后援副本如何使用數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞后可以將后備副本重新裝入重裝后備副

11、本只能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的狀態(tài)An Introduction to Database System二、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)An Introduction to Database System靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)在系統(tǒng)中無(wú)運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作轉(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)得到的一定是一個(gè)數(shù)據(jù)一致性的副本 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)必須等待正運(yùn)行的用戶(hù)事務(wù)結(jié)束 新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束An Introduction to Database System動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶(hù)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)

12、進(jìn)行存取或修改優(yōu)點(diǎn)不用等待正在運(yùn)行的用戶(hù)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)正確有效例在轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間的某個(gè)時(shí)刻Tc，系統(tǒng)把數(shù)據(jù)A=100轉(zhuǎn)儲(chǔ)到磁帶上，而在下一時(shí)刻Td，某一事務(wù)將A改為200。轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束后，后備副本上的A已是過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)了An Introduction to Database System動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)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)An Introduction to Database System2海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ): 每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)

13、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An Introduction to Database System3轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法分類(lèi)轉(zhuǎn)儲(chǔ)狀態(tài)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)An Introduction to Database System10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)10.4.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)10.4.2 登記日志文件An Introduction to Database System10.4.2

14、登記日志文件一、日志文件的格式和內(nèi)容二、日志文件的作用三、登記日志文件An Introduction to Database System一、日志文件的格式和內(nèi)容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An Introduction to Database System日志文件的格式和內(nèi)容（續(xù)）以記錄為單位的日志文件內(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 以上均作為日志文件中的一個(gè)日志記錄 (log recor

15、d)An Introduction to Database System日志文件的格式和內(nèi)容（續(xù)）以記錄為單位的日志文件，每條日志記錄的內(nèi)容事務(wù)標(biāo)識(shí)（標(biāo)明是哪個(gè)事務(wù)） 操作類(lèi)型（插入、刪除或修改）操作對(duì)象（記錄內(nèi)部標(biāo)識(shí)）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）An Introduction to Database System日志文件的格式和內(nèi)容（續(xù)）以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件，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)）被更新的數(shù)據(jù)塊An Introduction to Database System二、日志文件的作用進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)進(jìn)行系

16、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)An Introduction to Database System利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本和日志文件進(jìn)行恢復(fù) 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 利用日志文件恢復(fù) 繼續(xù)運(yùn)行恢復(fù) 登記日志文件An Introduction to Database System利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本和日志文件進(jìn)行恢復(fù)（續(xù)）上圖中：系統(tǒng)在Ta時(shí)刻停止運(yùn)行事務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)在Tb時(shí)刻轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢，得到Tb時(shí)刻的數(shù)據(jù)庫(kù)一致性副本系統(tǒng)運(yùn)行到Tf時(shí)刻發(fā)生故障為恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，首先由DBA重裝數(shù)據(jù)庫(kù)后備副本，將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)至Tb時(shí)刻的狀態(tài)重新運(yùn)行自TbTf時(shí)刻的所有更新事務(wù)，把數(shù)據(jù)

17、庫(kù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的一致?tīng)顟B(tài)An Introduction to Database System三、登記日志文件基本原則登記的次序嚴(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An Introduction to Database System登記日志文件（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

18、必要的UNDO操作，并不會(huì)影響數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性An Introduction to Database System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(lèi)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 小結(jié)An Introduction to Database System10.5 恢復(fù)策略10.5.1 事務(wù)故障的恢復(fù)10.5.2 系統(tǒng)故障的恢復(fù)10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù)An Introduction to Database System10.5.1 事務(wù)故障的恢復(fù)事務(wù)故障：事務(wù)在運(yùn)行至正常

19、終止點(diǎn)前被終止恢復(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，對(duì)用戶(hù)是透明的，不需要用戶(hù)干預(yù)An Introduction to Database System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” 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)于做插入操作若是修改操作，則相當(dāng)于用修改前值代替修改后值 An Introduction to Database System

20、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。An Introduction to Database System10.5 恢復(fù)策略10.5.1 事務(wù)故障的恢復(fù)10.5.2 系統(tǒng)故障的恢復(fù)10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù)An Introduction to Database System10.5.2 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)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. Re

21、do 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(hù)干預(yù)An Introduction to Database System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）重做(REDO) 隊(duì)列: 在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)這些事務(wù)既有BEGIN TRANSACTION記錄，也有COMMIT記錄撤銷(xiāo) (Undo)隊(duì)列:故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù) 這些事務(wù)只有BEGIN TRANSACTION記錄，無(wú)相應(yīng)的COMMIT記錄An Introduction to Database System系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟2. 對(duì)撤銷(xiāo)(Undo)隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行撤銷(xiāo)(UNDO)處理反向掃

22、描日志文件，對(duì)每個(gè)UNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作即將日志記錄中“更新前的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù) 3. 對(duì)重做(Redo)隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行重做(REDO)處理正向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)REDO事務(wù)重新執(zhí)行登記的操作即將日志記錄中“更新后的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù) An Introduction to Database System10.5 恢復(fù)策略10.5.1 事務(wù)故障的恢復(fù)10.5.2 系統(tǒng)故障的恢復(fù)10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù)An Introduction to Database System10.5.3 介質(zhì)故障的恢復(fù)1.重裝數(shù)據(jù)庫(kù)2.重做已完成的事務(wù)An Introduction to Database Sy

23、stem介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）恢復(fù)步驟1. 裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫(kù)副本(離故障發(fā)生時(shí)刻最近的轉(zhuǎn)儲(chǔ)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)。An Introduction to Database System介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）2. 裝入有關(guān)的日志文件副本(轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)刻的日志文件副本) ，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，

24、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)。An Introduction to Database System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An Introduction to Database System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(lèi)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 小結(jié)An Introduction t

25、o Database System10.6 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An Introduction to Database System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An Introduction to Database System解決方案具有檢查點(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An Introduction to Database System二、檢查點(diǎn)技術(shù)檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容1

26、. 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An Introduction to Database System檢查點(diǎn)技術(shù)（續(xù)）具有檢查點(diǎn)的日志文件和重新開(kāi)始文件 An Introduction to Database System動(dòng)態(tài)維護(hù)日志文件的方法動(dòng)態(tài)維護(hù)日志文件的方法周期性地執(zhí)行如下操作：建立檢查點(diǎn)，保存數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)。具體步驟是：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)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

27、寫(xiě)入一個(gè)重新開(kāi)始文件An Introduction to Database System建立檢查點(diǎn)恢復(fù)子系統(tǒng)可以定期或不定期地建立檢查點(diǎn),保存數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài) 定期按照預(yù)定的一個(gè)時(shí)間間隔，如每隔一小時(shí)建立一個(gè)檢查點(diǎn) 不定期按照某種規(guī)則，如日志文件已寫(xiě)滿(mǎn)一半建立一個(gè)檢查點(diǎn)An Introduction to Database System三、利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略使用檢查點(diǎn)方法可以改善恢復(fù)效率當(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)寫(xiě)入時(shí)間是在這個(gè)檢查點(diǎn)建立之前或在這個(gè)檢查點(diǎn)建立之時(shí) 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An Introduction to Datab

28、ase System利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）Tc (檢查點(diǎn))Tf(系統(tǒng)故障) REDOUNDOUNDO REDOT2T3T4T5不要REDOT1系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，恢復(fù)子系統(tǒng)將根據(jù)事務(wù)的不同狀態(tài)采取不同的恢復(fù)策略 An Introduction to Database System利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）T1：在檢查點(diǎn)之前提交T2：在檢查點(diǎn)之前開(kāi)始執(zhí)行，在檢查點(diǎn)之后故障點(diǎn)之前提交T3：在檢查點(diǎn)之前開(kāi)始執(zhí)行，在故障點(diǎn)時(shí)還未完成T4：在檢查點(diǎn)之后開(kāi)始執(zhí)行，在故障點(diǎn)之前提交T5：在檢查點(diǎn)之后開(kāi)始執(zhí)行，在故障點(diǎn)時(shí)還未完成恢復(fù)策略：T3和T5在故障發(fā)生時(shí)還未完成，所以予以撤銷(xiāo)T2和T4在檢查點(diǎn)之后才提交

29、，它們對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所做的修改在故障發(fā)生時(shí)可能還在緩沖區(qū)中，尚未寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，所以要REDOT1在檢查點(diǎn)之前已提交，所以不必執(zhí)行REDO操作An Introduction to Database System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，由該地址在日志文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄An Introduction to Database System利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）2.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-L

30、IST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。An Introduction to Database System利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）3.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4.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An Introduction to Database System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(lèi)10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)10.

31、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 小結(jié)An Introduction to Database System10.7 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）An Introduction to Database System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)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)庫(kù)的一致性 每當(dāng)主數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)，DBMS自動(dòng)把更新后的數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)去（如下圖所示）An Intro