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

1、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)10.1 事務(wù)的基本概念一、事務(wù)定義二、事務(wù)的特性一、事務(wù)(Transaction)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)定義事務(wù)顯式定義方式BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION SQL 語(yǔ)句1SQL 語(yǔ)句1 SQL 語(yǔ)句2

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)二、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（Isolation）持續(xù)性（Durability ）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)10.2 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。數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)把

3、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))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)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(見(jiàn)下面轉(zhuǎn)賬事務(wù)的例子)有的是非預(yù)期的事務(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-

4、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；COMMIT；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)。事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）事務(wù)內(nèi)部更多的故

5、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)故障的恢復(fù)：撤消事務(wù)（UNDO）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?；?/p>

6、復(fù)策略：重做（REDO）所有已提交的事務(wù)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。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1

7、0.3 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)10.4 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)10.4.1 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本

8、只能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的狀態(tài)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)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)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

9、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)2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3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)10.4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)10.4

10、.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)10.4.2 登記日志文件10.4.2 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 record)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)

11、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）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)塊二、日志文件的作用進(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)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

12、，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)庫(kù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的一致?tīng)顟B(tài)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)

13、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)10.5 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)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)事務(wù)故障的恢復(fù)

14、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。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。10.5 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)10.5.2 系統(tǒng)故障的恢復(fù)系統(tǒng)故障造成數(shù)

15、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Undo 故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)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(hù)干預(yù)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)(UN

16、DO)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) 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)10.5 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)10.5.3 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)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

17、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)。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，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)（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完成第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)1

18、0.1 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)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

19、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 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寫(xiě)入一個(gè)重新開(kāi)始文件建立檢查點(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)三、利

20、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)。這樣，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 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)

21、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，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-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列

22、暫為空。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)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）數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像