13春第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)s匯總課件

第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)任課教師：唐蕾Email：tanglei_xz@163.com江蘇師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與科學(xué)技術(shù)學(xué)院1/6/20230第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)任課教師：唐蕾1/6/20230本章內(nèi)容概要一、事務(wù)的基本概念二、故障的種類(lèi)三、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)四、恢復(fù)策略五、數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像1/6/20231本章內(nèi)容概要一、事務(wù)的基本概念1/6/20231本章教學(xué)要求掌握事務(wù)的概念、特性數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)日志文件的概念、作用了解數(shù)據(jù)庫(kù)各類(lèi)故障恢復(fù)的基本策略1/6/20232本章教學(xué)要求掌握1/6/20232一、事務(wù)的基本概念1.什么是事務(wù)2.如何定義事務(wù)3.事務(wù)的特性1/6/20233一、事務(wù)的基本概念1.什么是事務(wù)1/6/20233事務(wù)的提出銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)A=2000B=1000Read(A);A=A-100;Write(A);Read(B);B=B+100Write(B)Output(B)Output(A)斷電或其他故障故障時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中A,B值分別為多少？那么重新啟動(dòng)時(shí)，要么A因?yàn)樵賵?zhí)行一遍而為1800，要么B因從未執(zhí)行而保持原值。1/6/20234事務(wù)的提出銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)Read(A);Output(B)Ou1.什么是事務(wù)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)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位一個(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。事務(wù)和程序是兩個(gè)概念：一個(gè)應(yīng)用程序通常包含多個(gè)事務(wù)。事務(wù)的開(kāi)始與結(jié)束可以由用戶顯式控制。1/6/202351.什么是事務(wù)是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列，這些操2.如何定義事務(wù)顯式定義方式(SQL語(yǔ)言)BEGINTRANSACTION：事務(wù)開(kāi)始COMMIT：提交，事務(wù)正常結(jié)束提交事務(wù)的所有操作（讀+更新）。事務(wù)中所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新永久生效。ROLLBACK：撤銷(xiāo)，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。回滾事務(wù)的所有更新操作。事務(wù)回滾到開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)。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)。1/6/202362.如何定義事務(wù)顯式定義方式(SQL語(yǔ)言)隱式方式：一個(gè)事務(wù)示例

BEGINTRANSACTIONINSERTINTO學(xué)生VALUES(‘002015111’,’張三’)；

‘ifanyerroroccurredthengotoundoINSERTINTO選課VALUES(‘002015111’,’高等數(shù)學(xué)’,null);

‘ifanyerroroccurredthengotoundo

COMMIT;GoToFinish;Undo:

ROLLBACKFinish:Return;1/6/20237一個(gè)事務(wù)示例BEGINTRANSACTION13.事務(wù)的特性(ACID特性)執(zhí)行的原子性（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。功能上的一致性（Consistency）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)。彼此的隔離性（Isolation）一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾，并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。作用的持續(xù)性（Durability）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。1/6/202383.事務(wù)的特性(ACID特性)執(zhí)行的原子性（Atomicit破壞事務(wù)特性示例

讀A=16

A←A-3寫(xiě)回A=13①讀A=16

②

③A←A-1寫(xiě)回A=15

④T2T1T1的修改被T2覆蓋了！原因：交叉執(zhí)行。1/6/20239破壞事務(wù)特性示例

①讀A=16T2T1T1的修改被原因：交破壞事務(wù)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。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須保證多個(gè)事務(wù)的交叉運(yùn)行不影響這些事務(wù)的原子性。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須保證被強(qiáng)行終止的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和其它事務(wù)沒(méi)有任何影響。(并發(fā)控制)(恢復(fù))1/6/202310破壞事務(wù)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)二、故障的種類(lèi)1.事務(wù)內(nèi)部的故障2.系統(tǒng)故障3.介質(zhì)故障4.計(jì)算機(jī)病毒1/6/202311二、故障的種類(lèi)1.事務(wù)內(nèi)部的故障1/6/2023111.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1/6/2023121.事務(wù)故障什么是事務(wù)故障1/6/202312BEGINTRANSACTION讀賬戶甲的余額BALANCE;BALANCE=BALANCE-AMOUNT;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),’UNDO’)}ELSE{讀賬戶乙的BALANCE1;BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT;寫(xiě)回BALANCE1;

COMMIT;}1/6/202313BEGINTRANSACTION1/6/202313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(pán)，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)可能處于不正確狀態(tài)?；謴?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)，即撤銷(xiāo)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。這類(lèi)恢復(fù)操作稱為事務(wù)撤消（UNDO）。事務(wù)故障的恢復(fù)：撤消事務(wù)（UNDO）1/6/202314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2.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。系統(tǒng)故障常見(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(lèi)型的硬件錯(cuò)誤（如CPU故障）。突然停電。1/6/2023152.系統(tǒng)故障什么是系統(tǒng)故障1/6/202315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(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)。1/6/202316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1/6/3.介質(zhì)故障介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因磁盤(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)故障的影響硬件故障使存儲(chǔ)在外存中的數(shù)據(jù)部分丟失或全部丟失。并影響正在存取這部分?jǐn)?shù)據(jù)的所有事務(wù)。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)。1/6/2023173.介質(zhì)故障介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因1/6/202317三、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.恢復(fù)技術(shù)原理2.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)3.登記日志文件1/6/202318三、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.恢復(fù)技術(shù)原理1/6/2023181.恢復(fù)技術(shù)原理恢復(fù)操作的基本原理：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)中已被破壞或不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù)?；謴?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)冗余1/6/2023191.恢復(fù)技術(shù)原理恢復(fù)操作的基本原理：冗余1/6/2023192.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)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。轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用途供介質(zhì)故障恢復(fù)時(shí)使用：一旦系統(tǒng)發(fā)生介質(zhì)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)。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)1/6/2023202.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)1/6/202320轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)圖示

轉(zhuǎn)儲(chǔ)

運(yùn)行事務(wù)故障發(fā)生點(diǎn)正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────TaTbTf

重裝后備副本

重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù)

─┼───────┴－－－－－－－－－－－－→圖10.1轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)1/6/202321轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)圖示靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是靜態(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)期間不允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行任何存取、修改活動(dòng)。轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)。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。運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致1/6/202322靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是動(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。運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)不一致運(yùn)行事務(wù)1/6/202323動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(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)。

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─┼───────┼─────────────TaTbTf重裝后備副本

利用日志文件恢復(fù)恢復(fù)

━━━━━━╋━━━┥1/6/202324利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(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。1/6/202325海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)1/6/2023253.登記日志文件日志文件的格式和內(nèi)容日志文件的作用登記日志文件的原則1/6/2023263.登記日志文件日志文件的格式和內(nèi)容1/6/202326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。1/6/202327日志文件的格式和內(nèi)容什么是日志文件1/6/202327日志文件的格式和內(nèi)容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(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)部更新操作以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件內(nèi)容事務(wù)標(biāo)識(shí)被更新的數(shù)據(jù)塊1/6/202328日志文件的格式和內(nèi)容以記錄為單位的日志文件內(nèi)容1/6/202日志記錄的內(nèi)容基于記錄事務(wù)標(biāo)識(shí)操作類(lèi)型（插入、刪除或修改）操作對(duì)象（記錄ID、BlockNO.）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）基于數(shù)據(jù)塊事務(wù)標(biāo)識(shí)（標(biāo)明是那個(gè)事務(wù)）操作對(duì)象（記錄ID、BlockNO.）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）1/6/202329日志記錄的內(nèi)容基于記錄1/6/202329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)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)。在動(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)才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。1/6/202330日志文件的作用進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)1/6/202330利用日志文件恢復(fù)圖示

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└──────1/6/202331利用日志文件恢復(fù)圖示登記日志文件的原則(1)登記的次序嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序。(2)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。1/6/202332登記日志文件的原則(1)登記的次序嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間為什么要先寫(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。1/6/202333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1/四、恢復(fù)策略1.事務(wù)故障的恢復(fù)2.系統(tǒng)故障的恢復(fù)3.介質(zhì)故障的恢復(fù)1/6/202334四、恢復(fù)策略1.事務(wù)故障的恢復(fù)1/6/2023341.事務(wù)故障的恢復(fù)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)，步驟如下：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(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BI代替AI（AfterImage）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。1/6/2023351.事務(wù)故障的恢復(fù)事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動(dòng)完成，不需要用戶干2.系統(tǒng)故障的恢復(fù)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)。步驟如下：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,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…..1/6/2023362.系統(tǒng)故障的恢復(fù)系統(tǒng)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)在3.介質(zhì)故障的恢復(fù)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)。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(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。介質(zhì)故障的恢復(fù)需要DBA介入，DBA的工作是：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。1/6/2023373.介質(zhì)故障的恢復(fù)1.裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫(kù)副本，使數(shù)據(jù)庫(kù)恢利用動(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)1/6/202338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)五、數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像介質(zhì)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)或其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個(gè)磁盤(pán)上；DBMS自動(dòng)保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性(圖10.5a)。1/6/202339五、數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像介質(zhì)故障嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性1/6/2023數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像圖示鏡像復(fù)制應(yīng)用應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4readreadreadupdate鏡像×恢復(fù)應(yīng)用應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4readreadreadupdate圖10.5（a）圖10.5（b）1/6/202340數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像圖示鏡像復(fù)制應(yīng)用應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4readread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(pán)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10.5b)沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)可用于并發(fā)操作(圖10.5a)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)1/6/202341數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的用途出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí)1/6/202341第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)任課教師：唐蕾Email：tanglei_xz@163.com江蘇師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與科學(xué)技術(shù)學(xué)院1/6/202342第10章數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)任課教師：唐蕾1/6/20230本章內(nèi)容概要一、事務(wù)的基本概念二、故障的種類(lèi)三、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)四、恢復(fù)策略五、數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像1/6/202343本章內(nèi)容概要一、事務(wù)的基本概念1/6/20231本章教學(xué)要求掌握事務(wù)的概念、特性數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)日志文件的概念、作用了解數(shù)據(jù)庫(kù)各類(lèi)故障恢復(fù)的基本策略1/6/202344本章教學(xué)要求掌握1/6/20232一、事務(wù)的基本概念1.什么是事務(wù)2.如何定義事務(wù)3.事務(wù)的特性1/6/202345一、事務(wù)的基本概念1.什么是事務(wù)1/6/20233事務(wù)的提出銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)A=2000B=1000Read(A);A=A-100;Write(A);Read(B);B=B+100Write(B)Output(B)Output(A)斷電或其他故障故障時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中A,B值分別為多少？那么重新啟動(dòng)時(shí)，要么A因?yàn)樵賵?zhí)行一遍而為1800，要么B因從未執(zhí)行而保持原值。1/6/202346事務(wù)的提出銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)Read(A);Output(B)Ou1.什么是事務(wù)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)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位一個(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。事務(wù)和程序是兩個(gè)概念：一個(gè)應(yīng)用程序通常包含多個(gè)事務(wù)。事務(wù)的開(kāi)始與結(jié)束可以由用戶顯式控制。1/6/2023471.什么是事務(wù)是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列，這些操2.如何定義事務(wù)顯式定義方式(SQL語(yǔ)言)BEGINTRANSACTION：事務(wù)開(kāi)始COMMIT：提交，事務(wù)正常結(jié)束提交事務(wù)的所有操作（讀+更新）。事務(wù)中所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新永久生效。ROLLBACK：撤銷(xiāo)，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?；貪L事務(wù)的所有更新操作。事務(wù)回滾到開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)。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)。1/6/2023482.如何定義事務(wù)顯式定義方式(SQL語(yǔ)言)隱式方式：一個(gè)事務(wù)示例

BEGINTRANSACTIONINSERTINTO學(xué)生VALUES(‘002015111’,’張三’)；

‘ifanyerroroccurredthengotoundoINSERTINTO選課VALUES(‘002015111’,’高等數(shù)學(xué)’,null);

‘ifanyerroroccurredthengotoundo

COMMIT;GoToFinish;Undo:

ROLLBACKFinish:Return;1/6/202349一個(gè)事務(wù)示例BEGINTRANSACTION13.事務(wù)的特性(ACID特性)執(zhí)行的原子性（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。功能上的一致性（Consistency）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)。彼此的隔離性（Isolation）一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾，并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。作用的持續(xù)性（Durability）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。1/6/2023503.事務(wù)的特性(ACID特性)執(zhí)行的原子性（Atomicit破壞事務(wù)特性示例

讀A=16

A←A-3寫(xiě)回A=13①讀A=16

②

③A←A-1寫(xiě)回A=15

④T2T1T1的修改被T2覆蓋了！原因：交叉執(zhí)行。1/6/202351破壞事務(wù)特性示例

①讀A=16T2T1T1的修改被原因：交破壞事務(wù)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。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須保證多個(gè)事務(wù)的交叉運(yùn)行不影響這些事務(wù)的原子性。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須保證被強(qiáng)行終止的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和其它事務(wù)沒(méi)有任何影響。(并發(fā)控制)(恢復(fù))1/6/202352破壞事務(wù)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)二、故障的種類(lèi)1.事務(wù)內(nèi)部的故障2.系統(tǒng)故障3.介質(zhì)故障4.計(jì)算機(jī)病毒1/6/202353二、故障的種類(lèi)1.事務(wù)內(nèi)部的故障1/6/2023111.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1/6/2023541.事務(wù)故障什么是事務(wù)故障1/6/202312BEGINTRANSACTION讀賬戶甲的余額BALANCE;BALANCE=BALANCE-AMOUNT;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),’UNDO’)}ELSE{讀賬戶乙的BALANCE1;BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT;寫(xiě)回BALANCE1;

COMMIT;}1/6/202355BEGINTRANSACTION1/6/202313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(pán)，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)可能處于不正確狀態(tài)?；謴?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)，即撤銷(xiāo)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。這類(lèi)恢復(fù)操作稱為事務(wù)撤消（UNDO）。事務(wù)故障的恢復(fù)：撤消事務(wù)（UNDO）1/6/202356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2.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。系統(tǒng)故障常見(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(lèi)型的硬件錯(cuò)誤（如CPU故障）。突然停電。1/6/2023572.系統(tǒng)故障什么是系統(tǒng)故障1/6/202315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(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)。1/6/202358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1/6/3.介質(zhì)故障介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因磁盤(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)故障的影響硬件故障使存儲(chǔ)在外存中的數(shù)據(jù)部分丟失或全部丟失。并影響正在存取這部分?jǐn)?shù)據(jù)的所有事務(wù)。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)。1/6/2023593.介質(zhì)故障介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因1/6/202317三、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.恢復(fù)技術(shù)原理2.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)3.登記日志文件1/6/202360三、恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.恢復(fù)技術(shù)原理1/6/2023181.恢復(fù)技術(shù)原理恢復(fù)操作的基本原理：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)中已被破壞或不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù)?；謴?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)冗余1/6/2023611.恢復(fù)技術(shù)原理恢復(fù)操作的基本原理：冗余1/6/2023192.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)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。轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用途供介質(zhì)故障恢復(fù)時(shí)使用：一旦系統(tǒng)發(fā)生介質(zhì)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)。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)1/6/2023622.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是轉(zhuǎn)儲(chǔ)1/6/202320轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)圖示

轉(zhuǎn)儲(chǔ)

運(yùn)行事務(wù)故障發(fā)生點(diǎn)正常運(yùn)行─┼───────┼─────────────TaTbTf

重裝后備副本

重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù)

─┼───────┴－－－－－－－－－－－－→圖10.1轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)1/6/202363轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)圖示靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是靜態(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)期間不允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行任何存取、修改活動(dòng)。轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)。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。運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致1/6/202364靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是動(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。運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)不一致運(yùn)行事務(wù)1/6/202365動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)什么是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)行事務(wù)Ta轉(zhuǎn)儲(chǔ)Tb運(yùn)行事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(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)。

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─┼───────┼─────────────TaTbTf重裝后備副本

利用日志文件恢復(fù)恢復(fù)

━━━━━━╋━━━┥1/6/202366利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(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。1/6/202367海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)1/6/2023253.登記日志文件日志文件的格式和內(nèi)容日志文件的作用登記日志文件的原則1/6/2023683.登記日志文件日志文件的格式和內(nèi)容1/6/202326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。1/6/202369日志文件的格式和內(nèi)容什么是日志文件1/6/202327日志文件的格式和內(nèi)容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(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)部更新操作以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件內(nèi)容事務(wù)標(biāo)識(shí)被更新的數(shù)據(jù)塊1/6/202370日志文件的格式和內(nèi)容以記錄為單位的日志文件內(nèi)容1/6/202日志記錄的內(nèi)容基于記錄事務(wù)標(biāo)識(shí)操作類(lèi)型（插入、刪除或修改）操作對(duì)象（記錄ID、BlockNO.）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）基于數(shù)據(jù)塊事務(wù)標(biāo)識(shí)（標(biāo)明是那個(gè)事務(wù)）操作對(duì)象（記錄ID、BlockNO.）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）1/6/202371日志記錄的內(nèi)容基于記錄1/6/202329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)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)。在動(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)才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。1/6/202372日志文件的作用進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)1/6/202330利用日志文件恢復(fù)圖示

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└──────1/6/202373利用日志文件恢復(fù)圖示登記日志文件的原則(1)登記的次序嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序。(2)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。1/6/202374登記日志文件的原則(1)登記的次序嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間為什么要先寫(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。1/6/202375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1/四、恢復(fù)策略1.事務(wù)故障的恢復(fù)2.系統(tǒng)故障的恢復(fù)3.介質(zhì)故障的恢復(fù)1/6/202376四、恢復(fù)策略1.事務(wù)故障的恢復(fù)1/6/2023341.事務(wù)故障的恢復(fù)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)，步驟如下：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(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BI代替AI（AfterImage）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