數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用第五章(另有章節(jié)可供下載)復(fù)習(xí)進(jìn)程課件

第五章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)第五章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)事務(wù)的概念事務(wù)是構(gòu)成單一邏輯工作單元的操作集合。

為什么需要事務(wù)的概念呢？

恢復(fù)的需要并發(fā)操作的需要事務(wù)的概念事務(wù)是構(gòu)成單一邏輯工作單元的操作集合。事務(wù)的性質(zhì)

原子性（Atomicity）

一致性（Consistency）隔離性（Isolation）

持久性（Durability）

事務(wù)的性質(zhì)原子性（Atomicity）原子性

事務(wù)的原子性強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事務(wù)是一個(gè)邏輯工作單元，是一個(gè)整體，是不可分割的。一個(gè)事務(wù)所包含的操作要么全部做，要么全部不做。

原子性事務(wù)的原子性強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事務(wù)是一個(gè)邏輯工作單元，是一個(gè)一致性

一個(gè)事務(wù)執(zhí)行一項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)操作，事務(wù)將使數(shù)據(jù)庫(kù)從一種一致性的狀態(tài)變換成另一種一致性狀態(tài)。

在事務(wù)執(zhí)行前，總是假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)是一致的，那么當(dāng)事務(wù)成功執(zhí)行后，數(shù)據(jù)庫(kù)肯定仍然是一致的。

一致性一個(gè)事務(wù)執(zhí)行一項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)操作，事務(wù)將使數(shù)據(jù)庫(kù)從一種一致隔離性

如果每個(gè)事務(wù)單獨(dú)執(zhí)行能保持原子性和一致性，這些事務(wù)并發(fā)執(zhí)行也能保持原子性和一致性，則是事務(wù)的隔離性。隔離性如果每個(gè)事務(wù)單獨(dú)執(zhí)行能保持原子性和一致性，這些事務(wù)并持久性

事務(wù)的持久性是指一旦事務(wù)成功完成，該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所施加的所有更新都是永久的。

持久性事務(wù)的持久性是指一旦事務(wù)成功完成，該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所施事務(wù)的特性保證事務(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)行停止事務(wù)的特性保證事務(wù)ACID特性是事務(wù)處理的任務(wù)6.2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)6.2數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述故障是不可避免的數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述（續(xù)）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)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)故障的對(duì)策故障的種類故障的種類一、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。。。。一、事務(wù)故障什么是事務(wù)故障事務(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)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)的部二、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)未受影響二、系統(tǒng)故障什么是系統(tǒng)故障系統(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)清除尚未完成的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改三、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，但破壞性大得多三、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)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%以上恢復(fù)操作的基本原理恢復(fù)操作的基本原理：冗余6.4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)

6.4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6.4.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)二、轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用途三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法6.4.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、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。一、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)磁轉(zhuǎn)儲(chǔ)

故障發(fā)生點(diǎn)

轉(zhuǎn)儲(chǔ)

運(yùn)行事務(wù)↓正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────

Ta

TbTf

重裝后備副本

重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù)

─┼───────┴－－－－－－－－－－－－→轉(zhuǎn)儲(chǔ)三、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)三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法1．靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)1．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1．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)利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)

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

TbTf

重裝后備副本

恢復(fù)

─┼───────┥利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)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)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)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)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)

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

TbTf重裝后備副本

利用日志文件恢復(fù)恢復(fù)

━━━━━━╋━━━┥利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)運(yùn)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)

Ta

TbTf

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)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)T2．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)3．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)3．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)方轉(zhuǎn)儲(chǔ)策略應(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)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)策略應(yīng)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，制作后備副本?；謴?fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

日志文件恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

日志文件一、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一、日志文件的內(nèi)容1.什么是日志文件日志文件的內(nèi)容（續(xù)）3.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)的所有更新操作與事務(wù)有關(guān)的內(nèi)部更新操作日志文件中的一個(gè)日志記錄(logrecord)日志文件的內(nèi)容（續(xù)）3.日志文件內(nèi)容二、日志文件的用途1．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)二、日志文件的用途1．用途日志文件的用途（續(xù)）2．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)日志文件的用途（續(xù)）2．與靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本配合進(jìn)行介質(zhì)故障恢日志文件的用途（續(xù)）

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

TbTf

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└──────日志文件的用途（續(xù)）日志文件的用途（續(xù)）3．介質(zhì)故障恢復(fù)：LOGFILE+動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：同時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)同一時(shí)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)。利用這些日志文件副本進(jìn)一步恢復(fù)事務(wù)，避免重新運(yùn)行事務(wù)程序。日志文件的用途（續(xù)）3．介質(zhì)故障恢復(fù)：LOGFILE+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)間次序必須先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫(kù)寫日志文件操作：把表示這個(gè)修改的日志記錄寫到日志文件寫數(shù)據(jù)庫(kù)操作：把對(duì)數(shù)據(jù)的修改寫到數(shù)據(jù)庫(kù)中三、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)登記日志文件的原則（續(xù)）為什么要先寫日志文件寫數(shù)據(jù)庫(kù)和寫日志文件是兩個(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)的正確性登記日志文件的原則（續(xù)）為什么要先寫日志文件6.5.1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)6.5.1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)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”（BeforImage,BI）寫入數(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BI代替AI（AfterImage）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。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6.5.2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)的原因一些未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已寫入數(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.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)6.5.2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）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…...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系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟 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,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…..系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟 2.對(duì)Undo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行UNDO處理6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)1.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)2.重做已完成的事務(wù)6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)1.重裝數(shù)據(jù)庫(kù)，6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)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)。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)。6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)恢復(fù)步驟利用靜態(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─┼───────┼─────────────

Ta

TbTf

登記日志文件└─────────────

重裝后備副本

恢復(fù)

━━━━━━┥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)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)

Ta

TbTf

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)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)介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）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。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）2.裝入有關(guān)的日志文件副本，重做已完成介質(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6.6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6.6具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)一、問(wèn)題的提出一、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)間一、問(wèn)題的提出兩個(gè)問(wèn)題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)日志解決方案具有檢查點(diǎn)（checkpoint）的恢復(fù)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用第五章(另有章節(jié)可供下載)復(fù)習(xí)進(jìn)程課件二、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二、檢查點(diǎn)技術(shù)檢查點(diǎn)記錄的內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用第五章(另有章節(jié)可供下載)復(fù)習(xí)進(jìn)程課件在檢查點(diǎn)維護(hù)日志文件1. 將當(dāng)前日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫入磁盤的日志文件上。2. 在日志文件中寫入一個(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)記錄寫入磁盤的數(shù)據(jù)庫(kù)中。4.把檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址寫入一個(gè)重新開(kāi)始文件。在檢查點(diǎn)維護(hù)日志文件1. 將當(dāng)前日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄建立檢查點(diǎn)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，如日志文件已寫滿一半建立一個(gè)檢查點(diǎn)建立檢查點(diǎn)定期三、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操作三、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)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2由該地址在日志文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)步驟利用檢查點(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-LISTREDO-LIST把ACTIVE-LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。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)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，6.7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）6.7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，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)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的用途出現(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)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的用途出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（續(xù)）6.9小結(jié)如果數(shù)據(jù)庫(kù)只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果，就說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)。保證數(shù)據(jù)一致性是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的最基本的要求。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯工作單位DBMS保證系統(tǒng)中一切事務(wù)的原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性6.9小結(jié)如果數(shù)據(jù)庫(kù)只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果，就說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)小結(jié)（續(xù)）DBMS必須對(duì)事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障進(jìn)行恢復(fù)恢復(fù)中最經(jīng)常使用的技術(shù)：數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和登記日志文件恢復(fù)的基本原理：利用存儲(chǔ)在后備副本、日志文件和數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像中的冗余數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù)小結(jié)（續(xù)）DBMS必須對(duì)事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障進(jìn)行恢復(fù)小結(jié)（續(xù)）常用恢復(fù)技術(shù)事務(wù)故障的恢復(fù)UNDO系統(tǒng)故障的恢復(fù)UNDO+REDO介質(zhì)故障的恢復(fù)重裝備份并恢復(fù)到一致性狀態(tài)+REDO小結(jié)（續(xù)）常用恢復(fù)技術(shù)小結(jié)（續(xù)）提高恢復(fù)效率的技術(shù)檢查點(diǎn)技術(shù)可以提高系統(tǒng)故障的恢復(fù)效率可以在一定程度上提高利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)備份進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)的效率鏡像技術(shù)鏡像技術(shù)可以改善介質(zhì)故障的恢復(fù)效率小結(jié)（續(xù)）提高恢復(fù)效率的技術(shù)感謝您的關(guān)注！

感謝您的關(guān)注！

第五章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)第五章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)事務(wù)的概念事務(wù)是構(gòu)成單一邏輯工作單元的操作集合。

為什么需要事務(wù)的概念呢？

恢復(fù)的需要并發(fā)操作的需要事務(wù)的概念事務(wù)是構(gòu)成單一邏輯工作單元的操作集合。事務(wù)的性質(zhì)

原子性（Atomicity）

一致性（Consistency）隔離性（Isolation）

持久性（Durability）

事務(wù)的性質(zhì)原子性（Atomicity）原子性

事務(wù)的原子性強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事務(wù)是一個(gè)邏輯工作單元，是一個(gè)整體，是不可分割的。一個(gè)事務(wù)所包含的操作要么全部做，要么全部不做。

原子性事務(wù)的原子性強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事務(wù)是一個(gè)邏輯工作單元，是一個(gè)一致性

一個(gè)事務(wù)執(zhí)行一項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)操作，事務(wù)將使數(shù)據(jù)庫(kù)從一種一致性的狀態(tài)變換成另一種一致性狀態(tài)。

在事務(wù)執(zhí)行前，總是假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)是一致的，那么當(dāng)事務(wù)成功執(zhí)行后，數(shù)據(jù)庫(kù)肯定仍然是一致的。

一致性一個(gè)事務(wù)執(zhí)行一項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)操作，事務(wù)將使數(shù)據(jù)庫(kù)從一種一致隔離性

如果每個(gè)事務(wù)單獨(dú)執(zhí)行能保持原子性和一致性，這些事務(wù)并發(fā)執(zhí)行也能保持原子性和一致性，則是事務(wù)的隔離性。隔離性如果每個(gè)事務(wù)單獨(dú)執(zhí)行能保持原子性和一致性，這些事務(wù)并持久性

事務(wù)的持久性是指一旦事務(wù)成功完成，該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所施加的所有更新都是永久的。

持久性事務(wù)的持久性是指一旦事務(wù)成功完成，該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所施事務(wù)的特性保證事務(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)行停止事務(wù)的特性保證事務(wù)ACID特性是事務(wù)處理的任務(wù)6.2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)6.2數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述故障是不可避免的數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述（續(xù)）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)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)故障的對(duì)策故障的種類故障的種類一、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。。。。一、事務(wù)故障什么是事務(wù)故障事務(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)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)的部二、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)未受影響二、系統(tǒng)故障什么是系統(tǒng)故障系統(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)清除尚未完成的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改三、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，但破壞性大得多三、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)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%以上恢復(fù)操作的基本原理恢復(fù)操作的基本原理：冗余6.4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)

6.4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6.4.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)二、轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用途三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法6.4.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)一、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。一、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)磁轉(zhuǎn)儲(chǔ)

故障發(fā)生點(diǎn)

轉(zhuǎn)儲(chǔ)

運(yùn)行事務(wù)↓正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────

Ta

TbTf

重裝后備副本

重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù)

─┼───────┴－－－－－－－－－－－－→轉(zhuǎn)儲(chǔ)三、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)三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法1．靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)1．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1．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)利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)

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

TbTf

重裝后備副本

恢復(fù)

─┼───────┥利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)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)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)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)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)

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

TbTf重裝后備副本

利用日志文件恢復(fù)恢復(fù)

━━━━━━╋━━━┥利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)運(yùn)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)

Ta

TbTf

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)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù)T2．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)3．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)3．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)方轉(zhuǎn)儲(chǔ)策略應(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)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)策略應(yīng)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，制作后備副本?；謴?fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

日志文件恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

日志文件一、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一、日志文件的內(nèi)容1.什么是日志文件日志文件的內(nèi)容（續(xù)）3.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)的所有更新操作與事務(wù)有關(guān)的內(nèi)部更新操作日志文件中的一個(gè)日志記錄(logrecord)日志文件的內(nèi)容（續(xù)）3.日志文件內(nèi)容二、日志文件的用途1．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)二、日志文件的用途1．用途日志文件的用途（續(xù)）2．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)日志文件的用途（續(xù)）2．與靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本配合進(jìn)行介質(zhì)故障恢日志文件的用途（續(xù)）

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

TbTf

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└──────日志文件的用途（續(xù)）日志文件的用途（續(xù)）3．介質(zhì)故障恢復(fù)：LOGFILE+動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：同時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)同一時(shí)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)。利用這些日志文件副本進(jìn)一步恢復(fù)事務(wù)，避免重新運(yùn)行事務(wù)程序。日志文件的用途（續(xù)）3．介質(zhì)故障恢復(fù)：LOGFILE+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)間次序必須先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫(kù)寫日志文件操作：把表示這個(gè)修改的日志記錄寫到日志文件寫數(shù)據(jù)庫(kù)操作：把對(duì)數(shù)據(jù)的修改寫到數(shù)據(jù)庫(kù)中三、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)登記日志文件的原則（續(xù)）為什么要先寫日志文件寫數(shù)據(jù)庫(kù)和寫日志文件是兩個(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)的正確性登記日志文件的原則（續(xù)）為什么要先寫日志文件6.5.1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)6.5.1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)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”（BeforImage,BI）寫入數(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BI代替AI（AfterImage）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。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6.5.2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)的原因一些未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已寫入數(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.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)6.5.2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）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…...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系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟 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,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…..系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟 2.對(duì)Undo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行UNDO處理6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)1.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)2.重做已完成的事務(wù)6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)1.重裝數(shù)據(jù)庫(kù)，6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)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)。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)。6.5.3介質(zhì)故障的恢復(fù)恢復(fù)步驟利用靜態(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─┼───────┼─────────────

Ta

TbTf

登記日志文件└─────────────

重裝后備副本

恢復(fù)

━━━━━━┥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)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)

Ta

TbTf

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)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)介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）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。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)）2.裝入有關(guān)的日志文件副本，重做已完成介質(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6.6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6.6具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)一、問(wèn)題的提出一、問(wèn)題的提出