數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)課件

1、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù) 第7章 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)7/27/20221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。數(shù)據(jù)保護(hù) 安全性 完整性 并發(fā)控制 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)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7/27/20222數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.1 事務(wù)的基本概念 什么是事務(wù) 如何定義事務(wù) 事務(wù)的特性7/27/20223數(shù)據(jù)庫(kù)原理什么是事務(wù)事務(wù)(Tr

2、ansaction)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7/27/20224數(shù)據(jù)庫(kù)原理顯式定義方式 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)。如何定義事務(wù)7/27/20225數(shù)據(jù)庫(kù)原理COMMIT

3、事務(wù)正常結(jié)束 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)7/27/20226數(shù)據(jù)庫(kù)原理事務(wù)的特性原子性（Atomicity）一致性（Consistency）隔離性（Isolation）持續(xù)性（Durability ） 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。7/27/20227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

4、狀態(tài)： 數(shù)據(jù)庫(kù)中包含失敗事務(wù)的結(jié)果7/27/20228數(shù)據(jù)庫(kù)原理銀行轉(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，數(shù)據(jù)庫(kù)就處于不一致性狀態(tài)。B=B+1 A=A-1BA7/27/20229數(shù)據(jù)庫(kù)原理隔離性一個(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7/27/202210數(shù)據(jù)庫(kù)原理讀A=16AA-3寫(xiě)回A=13 讀A=16 AA-1 寫(xiě)回A=15T2T1T1的修改被T2覆蓋了！7/27/202211數(shù)據(jù)庫(kù)原

5、理持久性持續(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。 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。7/27/202212數(shù)據(jù)庫(kù)原理保證事務(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 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7/27/202213數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.2 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 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 運(yùn)行事務(wù)非正常中斷 破壞數(shù)據(jù)庫(kù)7/27/202214數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(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) 保證故障

6、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)。 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)7/27/202215數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.3 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 介質(zhì)故障 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。7/27/202216數(shù)據(jù)庫(kù)原理事務(wù)內(nèi)部的故障什么是事務(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 。7/27/202217數(shù)據(jù)庫(kù)原理發(fā)

7、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)：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。事務(wù)故障的恢復(fù)7/27/202218數(shù)據(jù)庫(kù)原理系統(tǒng)故障什么是系統(tǒng)故障 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 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7/27/202219數(shù)據(jù)庫(kù)原理系統(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7/27/202220數(shù)據(jù)庫(kù)原理 清除尚未完成的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改系統(tǒng)重新啟

8、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)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)7/27/202221數(shù)據(jù)庫(kù)原理介質(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。7/27/202222數(shù)據(jù)庫(kù)原理硬件故障 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)干擾介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因7/27/202223數(shù)據(jù)庫(kù)原理介質(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)。7/27/202224

9、數(shù)據(jù)庫(kù)原理恢復(fù)操作的基本原理恢復(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)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：復(fù)雜一個(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。7/27/202225數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.4 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) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)（backup） 登錄日志文件（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)7/27/202226數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.4.1 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。 故障發(fā)生點(diǎn) 轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 正常運(yùn)

10、行 Ta Tb Tf 重裝后備副本 重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù) 7/27/202227數(shù)據(jù)庫(kù)原理轉(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) 轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)7/27/202228數(shù)據(jù)庫(kù)原理在系統(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)束靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)7/27/202229數(shù)據(jù)庫(kù)原理 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 Ta Tb Tf 重裝后備副本 恢復(fù) 7/27/202230數(shù)據(jù)庫(kù)原理轉(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) 不用等待正

11、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)行缺點(diǎn)：不能保證副本中的數(shù)據(jù)正確有效動(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)7/27/202231數(shù)據(jù)庫(kù)原理 運(yùn)行事務(wù) 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 Ta Tb Tf重裝后備副本 利用日志文件恢復(fù)恢復(fù) 7/27/202232數(shù)據(jù)庫(kù)原理 Ta Tb Tf 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)7/27/202233數(shù)

12、據(jù)庫(kù)原理海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)、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。7/27/202234數(shù)據(jù)庫(kù)原理轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)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)表7.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的分類7/27/202235數(shù)據(jù)庫(kù)原理應(yīng)定期進(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)

13、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)轉(zhuǎn)儲(chǔ)策略7/27/202236數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.4.2 登記日志文件日志文件的內(nèi)容日志文件的用途登記日志文件的原則7/27/202237數(shù)據(jù)庫(kù)原理日志文件的內(nèi)容1. 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2. 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3. 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 日志文件中的一個(gè)日志記錄 (log record)7/27/202238數(shù)據(jù)庫(kù)原

14、理每條日志記錄的內(nèi)容事務(wù)標(biāo)識(shí)操作類型（插入、刪除或修改）操作對(duì)象（記錄的內(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）4.基于記錄的日志文件7/27/202239數(shù)據(jù)庫(kù)原理每條日志記錄的內(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）5.基于數(shù)據(jù)塊的日志文件7/27/202240數(shù)據(jù)庫(kù)原理日志文件的用途事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式中，必須建立日志文件，后援副本和日志文件綜合起來(lái)有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式中，也可以建

15、立日志文件。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)破壞后可重新裝入后援副本把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)刻的正確狀態(tài)，然后利用日志文件，把已完成的事務(wù)進(jìn)行重做處理，對(duì)故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù)進(jìn)行撤銷處理。7/27/202241數(shù)據(jù)庫(kù)原理 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 Ta Tb Tf 登記日志文件 重裝后備副本 利用日志文件恢復(fù)事務(wù) 繼續(xù)運(yùn)行介質(zhì)故障恢復(fù) 登記日志文件 7/27/202242數(shù)據(jù)庫(kù)原理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)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

16、修改寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。7/27/202243數(shù)據(jù)庫(kù)原理為什么要先寫(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)行一次不必要的UNDO操作，并不會(huì)影響數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性。7/27/202244數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.5 恢復(fù)策略 事務(wù)故障恢復(fù) 系統(tǒng)故障恢復(fù) 介質(zhì)故障恢復(fù)7/27/202245數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.5.1 事務(wù)故障恢復(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

17、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)7/27/202246數(shù)據(jù)庫(kù)原理事務(wù)故障恢復(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，則用修改前值代替修改后值。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。7/27/202247數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.5.2 系統(tǒng)故障恢復(fù)系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫(kù)不一致?tīng)?/p>

18、態(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 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，不需要用戶干預(yù)7/27/202248數(shù)據(jù)庫(kù)原理系統(tǒng)故障恢復(fù)步驟1.正向掃描日志文件（即從頭掃描日志文件）Redo隊(duì)列: 在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù) T1, T3, T8.Undo隊(duì)列:故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù) T2, T4, T5, T6, T7, T9 .2. 對(duì)Undo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行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 T2, T4, T5, T6

19、, T7, T9 3. 對(duì)Redo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行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 T1, T3, T8.7/27/202249數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.5.3 介質(zhì)故障恢復(fù)恢復(fù)方法重裝數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài)重做已完成的事務(wù)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7/27/202250數(shù)據(jù)庫(kù)原理2. 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。

20、即將日志記錄中“更新后的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。介質(zhì)故障恢復(fù)步驟1. 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)。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)；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)。7/27/202251數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 問(wèn)題的提出 檢查點(diǎn)技術(shù) 利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略7/27/202252數(shù)據(jù)庫(kù)原理問(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)的恢復(fù)技術(shù)在日志文件中增加檢查點(diǎn)

21、（checkpoint）記錄增加重新開(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7/27/202253數(shù)據(jù)庫(kù)原理檢查點(diǎn)技術(shù)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7/27/202254數(shù)據(jù)庫(kù)原理圖7.3 具有檢查點(diǎn)的日志文件和重新開(kāi)始文件7/27/202255數(shù)據(jù)庫(kù)原理將當(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。在檢查點(diǎn)維護(hù)日志文件步驟建立檢查點(diǎn)

22、定期按照預(yù)定的一個(gè)時(shí)間間隔不定期按照某種規(guī)則，如日志文件已寫(xiě)滿一半建立一個(gè)檢查點(diǎn)7/27/202256數(shù)據(jù)庫(kù)原理利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略當(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)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操作圖7.4 恢復(fù)子系統(tǒng)采取的不同策略7/27/202257數(shù)據(jù)庫(kù)原理恢復(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 和 REDO-LIST 把ACTIVE-LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)

23、NDO-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。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7/27/202258數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.7 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DBMS自動(dòng)把整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或其中的

24、關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一磁盤上DBMS自動(dòng)保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性(圖7.5a)7/27/202259數(shù)據(jù)庫(kù)原理出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí)DBMS自動(dòng)利用鏡像磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)，不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫(kù)副本(圖7.5b)沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)可用于并發(fā)操作(圖7.5a)一個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)加排他鎖修改數(shù)據(jù)其他用戶可以讀鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)上的數(shù)據(jù)7/27/202260數(shù)據(jù)庫(kù)原理圖7.5 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像7/27/202261數(shù)據(jù)庫(kù)原理7.8 Oracle的恢復(fù)技術(shù) 轉(zhuǎn)儲(chǔ) 登記日志文件7/27/202262數(shù)據(jù)庫(kù)原理轉(zhuǎn) 儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本的方法文件拷貝EXPORT實(shí)用程序用SQL命令SPOOL自己編程實(shí)現(xiàn)文件拷貝IMPORT實(shí)用程序SQL*LOADER實(shí)用程序自己編程實(shí)現(xiàn) 重裝后備副本的方法7/27/202263數(shù)據(jù)庫(kù)原理登記日志文件ORACLE V.5：以數(shù)據(jù)塊為單位ORACLE 7：REDO日志 + 回滾段7/27/202264數(shù)據(jù)庫(kù)原理日志文件以數(shù)據(jù)塊為單位，恢復(fù)操作不是基于操作，而是基于數(shù)據(jù)塊。將更新前的舊值與更新后的新值分別放在兩個(gè)不同的日志文件中：記錄