數(shù)據(jù)庫(kù)第七章_第1頁(yè)
數(shù)據(jù)庫(kù)第七章_第2頁(yè)
數(shù)據(jù)庫(kù)第七章_第3頁(yè)
數(shù)據(jù)庫(kù)第七章_第4頁(yè)
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數(shù)據(jù)庫(kù)第七章第1頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)2第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)7.1事務(wù)的基本概念7.2故障的種類7.3恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)7.4恢復(fù)策略7.5具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)7.6數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像7.7SQLServer的恢復(fù)技術(shù)7.8小結(jié)第2頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)37.1事務(wù)的基本概念一、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3頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)4事務(wù)的基本概念(續(xù))二、如何定義事務(wù)定義事務(wù)的兩種方式顯式方式事務(wù)的開(kāi)始由用戶顯式控制事務(wù)結(jié)束由用戶顯式控制隱式方式當(dāng)用戶沒(méi)有顯式地定義事務(wù)時(shí),由DBMS按缺省規(guī)定自動(dòng)劃分事務(wù)第4頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)5如何定義事務(wù)(續(xù))顯式定義事務(wù)(SQL)事務(wù)開(kāi)始

BEGINTRANSACTION事務(wù)結(jié)束

COMMIT ROLLBACKCOMMIT正常結(jié)束一個(gè)事務(wù),使事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新永久生效ROLLBACK回卷(非正常終止)一個(gè)事務(wù),撤消該事務(wù)已進(jìn)行的更新,滾回到事務(wù)開(kāi)始的狀態(tài)第5頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)6事務(wù)的基本概念(續(xù))三、事務(wù)的特性事務(wù)的ACID特性:原子性(Atomicity)一致性(Consistency)隔離性(Isolation)持續(xù)性(Durability)第6頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)7事務(wù)的特性(續(xù))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?tīng)顟B(tài)變到另一個(gè)一致?tīng)顟B(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 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生故障,有些事務(wù)尚未完成就被迫中斷,這些未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所做的修改有一部分已寫(xiě)入物理數(shù)據(jù)庫(kù)中第7頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)8一致性(續(xù))一致性與原子性是密切相關(guān)的例: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)操作第一個(gè)操作是從帳號(hào)A中減去一萬(wàn)元第二個(gè)操作是向帳號(hào)B中加入一萬(wàn)元這兩個(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)操作則用戶邏輯上就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤,少了一萬(wàn)元,這時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)就處于不一致性狀態(tài)。第8頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)9事務(wù)的特性(續(xù))隔離性:

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9頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)10事務(wù)的特性(續(xù))保證事務(wù)ACID特性是事務(wù)處理的重要任務(wù),是DBMS中恢復(fù)機(jī)制和并發(fā)控制機(jī)制的責(zé)任破壞事務(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DBMS必須保證多個(gè)事務(wù)的交叉運(yùn)行不影響這些事務(wù)ACID特性,特別是原子性和隔離性事務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中被強(qiáng)行停止DBMS必須保證被強(qiáng)行終止的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和其他事務(wù)沒(méi)有任何影響第10頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)11事務(wù)的狀態(tài)第11頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)12第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)7.1事務(wù)的基本概念7.2故障的種類7.3恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)7.4恢復(fù)策略7.5具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)7.6數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像7.7SQLServer的恢復(fù)技術(shù)7.8小結(jié)第12頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)137.2故障的種類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輕則造成運(yùn)行事務(wù)非正常中斷,影響數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性重則破壞數(shù)據(jù)庫(kù),使數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)部分或全部丟失。例,銀行轉(zhuǎn)帳。第13頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)14數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)故障的對(duì)策DBMS提供了恢復(fù)子系統(tǒng),用來(lái)保證各種故障發(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)到某種邏輯一致的狀態(tài)。即保證各個(gè)事務(wù)中的操作要么全部完成,要么全部不做。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所采用的恢復(fù)技術(shù)是否行之有效是衡量系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。第14頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)157.2故障的種類故障的種類:事務(wù)故障,系統(tǒng)故障,介質(zhì)故障一、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15頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)16事務(wù)故障(續(xù))事務(wù)故障的恢復(fù)發(fā)生事務(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。事務(wù)故障的恢復(fù):事務(wù)撤消(UNDO)恢復(fù)程序要在不影響其它事務(wù)運(yùn)行的情況下,強(qiáng)行回滾(ROLLBACK)該事務(wù),即清除該事務(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16頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)17故障的種類(續(xù))二、系統(tǒng)故障什么是系統(tǒng)故障由于某種原因造成整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行突然停止,致使所有正在運(yùn)行的事務(wù)都以非正常方式終止。發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí),內(nèi)存中數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)的信息全部丟失,但存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)未受影響系統(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17頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)18系統(tǒng)故障(續(xù))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)的所有修改如果DBMS無(wú)法確定哪些事務(wù)已更新過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù),則系統(tǒng)重新啟動(dòng)后,恢復(fù)程序要強(qiáng)行撤消(UNDO)所有未完成事務(wù),使這些事務(wù)象沒(méi)有運(yùn)行過(guò)一樣。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)如果DBMS無(wú)法確定哪些事務(wù)的提交結(jié)果尚未寫(xiě)入物理數(shù)據(jù)庫(kù),則系統(tǒng)重新啟動(dòng)后,恢復(fù)程序需要重做(REDO)所有已提交的事務(wù)。第18頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)19故障的種類(續(xù))三、介質(zhì)故障什么是介質(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,但破壞性最大。介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因硬件故障磁盤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19頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)20故障的種類(續(xù))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)四.計(jì)算機(jī)病毒第20頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)21故障的種類小結(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各類故障對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的影響數(shù)據(jù)庫(kù)本身被破壞(介質(zhì)故障)數(shù)據(jù)庫(kù)處于不一致?tīng)顟B(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改(事務(wù)故障、系統(tǒng)故障)數(shù)據(jù)庫(kù)中丟失了已提交事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改(系統(tǒng)故障)不同類型的故障應(yīng)采用不同的恢復(fù)操作第21頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)22故障的種類小結(jié)(續(xù))恢復(fù)操作的基本原理:簡(jiǎn)單任何恢復(fù)操作的原理都是一樣的原理: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)中已經(jīng)被破壞或已經(jīng)不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù):復(fù)雜一般一個(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22頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)23第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)7.1事務(wù)的基本概念7.2故障的種類7.3恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)7.4恢復(fù)策略7.5具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)7.6數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像7.7SQLServer的恢復(fù)技術(shù)7.8小結(jié)第23頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)247.3恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)恢復(fù)技術(shù)的原理利用存儲(chǔ)在系統(tǒng)其它地方的冗余數(shù)據(jù)來(lái)修復(fù)或重建數(shù)據(jù)庫(kù)中被破壞的或不正確的數(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)登錄日志文件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24頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)257.3.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)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轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用途:供故障恢復(fù)時(shí)使用 一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞,可以將后備副本重新裝入,把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)起來(lái)。第25頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)26數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(續(xù))恢復(fù)的程度重裝后備副本只能將DB恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的狀態(tài)要想恢復(fù)到故障發(fā)生時(shí)的狀態(tài),必須重新運(yùn)行自轉(zhuǎn)儲(chǔ)以后的所有更新事務(wù)例

故障發(fā)生點(diǎn)

轉(zhuǎn)儲(chǔ)

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)

────────┴------------→第26頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)27數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(續(xù))轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法:靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ):是在系統(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)操作開(kāi)始的時(shí)刻,數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài) 轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間不允許(或不存在)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的任何存取、修改活動(dòng) 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的一定是一個(gè)數(shù)據(jù)一致性的副本第27頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)28靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(續(xù))靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的缺點(diǎn)降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等待用戶事務(wù)結(jié)束才能進(jìn)行新的事務(wù)必須等待轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束才能執(zhí)行利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的副本進(jìn)行故障恢復(fù)只需要把靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的后備副本裝入,就能把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)刻的正確狀態(tài)第28頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)29靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(續(xù))動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ):

動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)是指轉(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。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的優(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29頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)30動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(續(xù))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)

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─┼───────┼─────────────TaTbTf重裝后備副本

利用日志文件恢復(fù)恢復(fù)

━━━━━━╋━┥第30頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)31數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(續(xù))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)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31頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)32轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法分類

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)第32頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)33轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)(續(xù))轉(zhuǎn)儲(chǔ)策略從恢復(fù)方便角度看,應(yīng)經(jīng)常進(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33頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)347.3.2登記日志文件一、日志文件的內(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第34頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)35日志文件的內(nèi)容(續(xù))日志文件內(nèi)容各個(gè)事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)記(BEGINTRANSACTION)各個(gè)事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記(COMMIT或ROLLBACK)各個(gè)事務(wù)的所有更新操作每個(gè)事務(wù)開(kāi)始的標(biāo)記、每個(gè)事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記和每個(gè)更新操作均作為日志文件中的一個(gè)日志記錄(logrecord)第35頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)36日志文件的內(nèi)容(續(xù))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)(標(biāo)明是那個(gè)事務(wù))操作類型(插入、刪除或修改)操作對(duì)象更新前數(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36頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)37日志文件的內(nèi)容(續(xù))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))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37頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)38登記日志文件(續(xù))二、日志文件的用途用途進(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)第38頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)39日志文件的用途(續(xù))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39頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)40日志文件的用途(續(xù))靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)行事務(wù)故障發(fā)生點(diǎn)重裝后備副本利用日志文件恢復(fù)事務(wù)繼續(xù)運(yùn)行登記日志文件登記日志文件TaTbTf正常運(yùn)行介質(zhì)故障恢復(fù)圖7.2利用日志文件恢復(fù)第40頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)41日志文件的用途(續(xù))與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本配合使用進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)機(jī)制在轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),必須同時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)同一時(shí)間點(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)。與靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)一樣,如果動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)完成后,仍能定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)日志文件,則在做介質(zhì)故障恢復(fù)時(shí),可以利用這些日志文件副本進(jìn)一步恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù),避免重新運(yùn)行事務(wù)程序。第41頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)42登記日志文件(續(xù))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)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)到日志文件第42頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)43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)日志文件是兩個(gè)不同的操作有可能在這兩個(gè)操作之間發(fā)生故障,即這兩個(gè)寫(xiě)操作只完成了一個(gè)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43頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)44第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)7.1事務(wù)的基本概念7.2故障的種類7.3恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)7.4恢復(fù)策略7.5具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)7.6數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像7.7SQLServer的恢復(fù)技術(shù)7.8小結(jié)第44頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)457.4恢復(fù)策略發(fā)生故障時(shí),利用數(shù)據(jù)庫(kù)后備副本和日志文件可以將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到故障前的某個(gè)一致?tīng)顟B(tài)不同的故障恢復(fù)的策略和方法不同以下分別介紹

7.4.1事務(wù)故障的恢復(fù)

7.4.2系統(tǒng)故障的恢復(fù)

7.4.3介質(zhì)故障的恢復(fù)第45頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)467.4.1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)恢復(fù)步驟反向掃描文件日志(即從最后向前掃描日志文件),查找該事務(wù)的更新操作第46頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)47事務(wù)故障的恢復(fù)(續(xù))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)。如果記錄中是插入操作,則相當(dāng)于做刪除操作若記錄中是刪除操作,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47頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)487.4.2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)方法撤消故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)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(dòng)時(shí)自動(dòng)完成,不需要用戶干預(yù)第48頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)49系統(tǒng)故障的恢復(fù)(續(xù))恢復(fù)步驟正向掃描日志文件找出在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù),將事務(wù)標(biāo)識(shí)記入重做隊(duì)列同時(shí)找出故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù),將事務(wù)標(biāo)識(shí)記入撤消隊(duì)列對(duì)撤消隊(duì)列中的各個(gè)事務(wù)進(jìn)行撤消(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,即將日志記錄中“更新前的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)重做隊(duì)列中的各個(gè)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)第49頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)507.4.3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,這是最嚴(yán)重的一種故障恢復(fù)方法: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50頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)51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─┼───────┼─────────────TaTbTf

登記日志文件└─────────────重裝后備副本

恢復(fù)

━━━━━━┥第51頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)52利用動(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)

TaTbTf

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52頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)53介質(zhì)故障的恢復(fù)(續(xù))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)。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完成第53頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)54第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)7.1事務(wù)的基本概念7.2故障的種類7.3恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)7.4恢復(fù)策略7.5具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)7.6數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像7.7SQLServer的恢復(fù)技術(shù)7.8小結(jié)第54頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)557.5具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)問(wèn)題的提出利用日志技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)時(shí),恢復(fù)子系統(tǒng)必須搜索日志,確定哪些事務(wù)需要REDO,哪些事務(wù)需要UNDO。兩個(gè)問(wèn)題搜索整個(gè)日志將耗費(fèi)大量的時(shí)間很多需要REDO處理的事務(wù)其實(shí)已經(jīng)將它們的更新操作結(jié)果寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中了,然而恢復(fù)子系統(tǒng)又重新執(zhí)行了這些操作,浪費(fèi)了大量時(shí)間第55頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)56具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))解決方案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)日志檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容建立檢查點(diǎn)時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單這些事務(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56頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)57具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))圖7.3具有檢查點(diǎn)的日志文件和重新開(kāi)始文件第57頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)58具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))在檢查點(diǎn)動(dòng)態(tài)維護(hù)日志文件的步驟將當(dāng)前日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫(xiě)入磁盤的日志文件上。在日志文件中寫(xiě)入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄。將當(dāng)前數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)記錄寫(xiě)入磁盤的數(shù)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)重新開(kāi)始文件?;謴?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)第58頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)59具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))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)所做的修改一定都已寫(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操作出現(xiàn)故障 時(shí),根據(jù)事務(wù)的不同狀態(tài)采取不同策略.例如,如下情況的不同策略如圖7.4所示

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)還未完第59頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)60具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))

REDOUNDOUNDO

REDOT4不要REDOT1Tc(檢查點(diǎn))Tf(系統(tǒng)故障)T2T3T5圖7.4對(duì)不同類型的事務(wù)采取不同的策略第60頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)61具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))恢復(fù)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:需要執(zhí)行undo操作的事務(wù)集合REDO-LIST:需要執(zhí)行redo操作的事務(wù)集合把ACTIVE-LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列,REDO隊(duì)列暫為空第61頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)62具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)(續(xù))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62頁(yè),共71頁(yè),2023年,2月20日,星期六21四月2023第七章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)6

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