數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)

第7章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)■

事

務(wù)

的

基

本

概

念■

數(shù)

據(jù)

庫(kù)

恢

復(fù)

概

述■

故

障

的

種

類■

恢復(fù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)■

恢復(fù)策略■

具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)■

數(shù)

據(jù)

庫(kù)

鏡

像Oracle

的

恢

復(fù)

技

術(shù)2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理第

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。第七章數(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■

數(shù)

據(jù)

保

護(hù)口

安全性□

完整性口并發(fā)控制□

數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

27

.

1

事

務(wù)

的

基

本

概

念仕么是事務(wù)如

何

定

義

事

務(wù)

事務(wù)的特性2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

3什

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2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理■顯

式

定

義

方

式BEGIN

TRANSACTION

BEGINTRANSACTIONSQL

語(yǔ)

句

1

SQL

語(yǔ)句

1SQL

語(yǔ)句

2

SQL

語(yǔ)

句

2OOO

OOOCOMMIT

ROLLBACK□

隱

式

方

式當(dāng)用戶沒(méi)有顯式地定義事務(wù)時(shí)，按

缺

省

規(guī)

定

自

動(dòng)

劃

分

事

務(wù)

。數(shù)據(jù)庫(kù)原理如

何

定

義

事

務(wù)DBMS2020/2/215COMMIT事

務(wù)

正

常

結(jié)

束口提交事務(wù)的所有操作□

事

務(wù)

中

所

有

對(duì)

數(shù)

據(jù)

庫(kù)

的

更

新

寫(xiě)

回

到

磁

盤(pán)

物

理

數(shù)據(jù)

庫(kù)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)行將事務(wù)中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有已完成的操作全部撤銷事

務(wù)

滾

回

到

開(kāi)

始

時(shí)

的

狀

態(tài)2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

事

務(wù)

的

特

性原

子

性

(Atomicity)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

(Consistency)隔

離

性

(Isolation)持

續(xù)

性

(Durability

)2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理一致性■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

狀

態(tài)

：數(shù)

據(jù)

庫(kù)

中

包

含

失

敗

事

務(wù)

的

結(jié)

果2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

8這兩個(gè)操作要么全做，要么全不做?！跞龌蛘呷蛔?，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)。2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

9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BB=B+1A=A-1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2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

10T?

T?①

讀A=16②

讀A=16③

A—A-1寫(xiě)

回A=15④

A—A-3寫(xiě)

回A=13T1

的修改被T2

覆蓋了!數(shù)據(jù)庫(kù)原理2020/2/2111持久性■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

?？诮酉聛?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。2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

12■保證事務(wù)ACID

特性是事務(wù)處理的任務(wù)■

破壞事務(wù)ACID

特性的因素口多個(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2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

137

.

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

障口系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的錯(cuò)誤□操作員的失誤

口惡意的破壞■故

障

的

影

響口運(yùn)行事務(wù)非正常中斷□

破

壞

數(shù)

據(jù)

庫(kù)2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理14■

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)口保證故障發(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

致

的

狀

態(tài)

。口

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)2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

157

.

3

故

障

的

種

類數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的故障主要有：事

務(wù)

內(nèi)

部

故

障□系統(tǒng)故障口介質(zhì)故障口計(jì)算機(jī)病毒各類故障，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的影響有兩種可能性：◆數(shù)據(jù)庫(kù)本身被破壞；◆數(shù)

據(jù)

庫(kù)

沒(méi)

有

破

壞

，

但數(shù)

據(jù)

可

能

不

正

確。2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理16事務(wù)內(nèi)部的故障什

么

是

事

務(wù)

故

障口某個(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

天

折

了事務(wù)故障的常見(jiàn)原因口輸入數(shù)據(jù)有誤口運(yùn)算溢出違

反

了

某

些

完

整

性

限

制口某些應(yīng)用程序出錯(cuò)口并行事務(wù)發(fā)生死鎖□2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理17事務(wù)故障的恢復(fù)發(fā)生事務(wù)故障時(shí)，天折的事務(wù)可能已把對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的部

分

修

改

寫(xiě)

回

磁

盤(pán)

?！?/p>

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

。2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

18系統(tǒng)故障■

什么是系統(tǒng)故障口整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行突然被破壞口所有正在運(yùn)行的事務(wù)都非正常終止口內(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2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

19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2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

20口

系

統(tǒng)

重

新

啟

動(dòng)

時(shí)

，

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)口系統(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)

。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2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

21)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。2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

22介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因■

硬件故障口磁盤(pán)損壞□磁頭碰撞口操作系統(tǒng)的某種潛在錯(cuò)誤口瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

23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)

。2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

24恢復(fù)操作的基本原理■

恢復(fù)操作的基本原理：冗余口利用存儲(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

數(shù)

據(jù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：復(fù)雜口一個(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

1

0

%

以

上

。2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

257

.

4

恢

復(fù)

的

實(shí)

現(xiàn)

技

術(shù)恢復(fù)機(jī)制涉及的關(guān)鍵問(wèn)題1.

如

何

建

立

冗

余

數(shù)

據(jù)口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

(backup)口登錄日志文住

(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)2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

267

.

4

.

1

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?！?/p>

這些備用的數(shù)據(jù)文本稱為后備副本或后援副本。故障發(fā)生點(diǎn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

運(yùn)行事務(wù)正常運(yùn)行

—TaTb

Tf重裝后備副本

重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù)2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

27轉(zhuǎn)儲(chǔ)的方法靜態(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)口轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)2020/2/21數(shù)據(jù)庫(kù)原理

28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2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

29靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)正常運(yùn)行Ta重裝后備副本恢復(fù)

——2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

30運(yùn)行事務(wù)Tb故障發(fā)生點(diǎn)Tf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)口不用等待正在運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束口不會(huì)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■

利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的副本進(jìn)行故障恢復(fù)口需要把動(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)2020/2/21

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

31重裝后備副本

利用日志文件恢復(fù)恢復(fù)

+---1故障發(fā)生點(diǎn)運(yùn)行事務(wù)Tb