第12章

數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)

數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用1本章內(nèi)容12.1恢復的基本概念12.2數(shù)據(jù)庫故障的種類12.3數(shù)據(jù)庫恢復的類型12.4數(shù)據(jù)庫恢復的檢查點技術(shù)12.5MySQL的備份和恢復方法

212.1恢復的基本概念數(shù)據(jù)庫恢復是指當數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障時，將數(shù)據(jù)庫恢復到正確（一致性）狀態(tài)的過程。故障可能是軟、硬件錯誤引起的系統(tǒng)崩潰，例如存儲介質(zhì)故障，或者是數(shù)據(jù)庫訪問程序的邏輯錯誤等應(yīng)用軟件錯誤?；謴褪菍?shù)據(jù)庫從一個給定狀態(tài)（通常是不一致的）恢復到先前的一致性狀態(tài)。312.1恢復的基本概念數(shù)據(jù)庫恢復是基于事務(wù)的原子性特性。事務(wù)是一個完整的工作單元，它所包含的操作必須都被應(yīng)用，并且產(chǎn)生一個一致的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。412.1恢復的基本概念恢復機制有兩個關(guān)鍵的問題：第一，如何建立備份數(shù)據(jù)；第二，如何利用備份數(shù)據(jù)進行恢復。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲（也稱為數(shù)據(jù)庫備份）是數(shù)據(jù)庫恢復中采用的基本技術(shù)。5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲就是數(shù)據(jù)庫管理員定期地將整個數(shù)據(jù)庫復制到輔助存儲設(shè)備上，比如磁盤、光盤。當數(shù)據(jù)庫遭到破壞后可以利用轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫進行恢復，但這種方法只能將數(shù)據(jù)庫恢復到轉(zhuǎn)儲時的狀態(tài)。如果想恢復到故障發(fā)生時的狀態(tài)，則必須利用轉(zhuǎn)儲之后的事務(wù)日志，并重新執(zhí)行日志中的事務(wù)。612.1恢復的基本概念轉(zhuǎn)儲分為靜態(tài)轉(zhuǎn)儲和動態(tài)轉(zhuǎn)儲兩種。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲是在系統(tǒng)中無運行事務(wù)時進行轉(zhuǎn)儲操作。即在轉(zhuǎn)儲操作開始時數(shù)據(jù)庫處于一致性狀態(tài)，而在轉(zhuǎn)儲期間不允許對數(shù)據(jù)庫進行任何操作。動態(tài)轉(zhuǎn)儲是不用等待正在運行的事務(wù)結(jié)束就可以進行，而且在轉(zhuǎn)儲過程中也允許運行新的事務(wù)，因此轉(zhuǎn)儲過程中不會降低數(shù)據(jù)庫的可用性。但不能保證轉(zhuǎn)儲結(jié)束后的數(shù)據(jù)庫副本是正確的。712.2數(shù)據(jù)庫故障的種類數(shù)據(jù)庫故障是指導致數(shù)據(jù)庫值出現(xiàn)錯誤描述狀態(tài)的情況。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障種類很多，大致可以分為如下幾類：事務(wù)內(nèi)部的故障系統(tǒng)故障其它故障812.3數(shù)據(jù)庫恢復的類型無論出現(xiàn)何種類型的故障，都必須終止或提交事務(wù)，以維護數(shù)據(jù)完整性。事務(wù)日志在數(shù)據(jù)庫恢復中起重要的作用，它使數(shù)據(jù)庫在發(fā)生故障時能回到一致性狀態(tài)。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)恢復的基本單元?；謴凸芾砥鞅ＷC發(fā)生故障時事務(wù)的原子性和持久性。9事務(wù)的恢復類型事務(wù)的恢復類型有兩種：向前恢復和向后恢復。向前恢復（或重做）：用于物理損壞情形的恢復過程。向后恢復（或撤銷）：用于數(shù)據(jù)庫正常操作過程中發(fā)生錯誤時的恢復過程。1012.4數(shù)據(jù)庫恢復的檢查點技術(shù)在利用日志進行數(shù)據(jù)庫恢復時，恢復子系統(tǒng)必須搜索日志，以確定哪些需要重做，哪些需要撤銷。這樣做有兩個問題：一是搜索整個日志將耗費大量的時間，二是很多需要重做處理的事務(wù)實際上可能已經(jīng)將它們的更新結(jié)果寫到了數(shù)據(jù)庫中，而恢復子系統(tǒng)又重新執(zhí)行了這些操作，同樣浪費了大量時間。

11檢查點技術(shù)為解決這些問題，發(fā)展了具有檢查點的恢復技術(shù)。這種技術(shù)在日志文件中增加兩個新的記錄——檢查點（checkpoint）記錄和重新開始記錄，并讓恢復子系統(tǒng)在登記日志文件期間動態(tài)地維護日志。檢查點記錄的內(nèi)容包括：建立檢查點時刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)列表；這些事務(wù)最近一個日志記錄的地址。12檢查點技術(shù)（續(xù)）

動態(tài)維護日志文件的方法是周期性地執(zhí)行建立檢查點和保存數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的操作，具體步驟是：將日志緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫入到磁盤日志文件上。在日志文件中寫入一個檢查點記錄，該記錄包含所有在檢查點運行的事務(wù)的標識。將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中所有修改過的數(shù)據(jù)寫入到磁盤數(shù)據(jù)庫中。將檢查點記錄在日志文件中的地址寫入一個重新開始文件，以便在發(fā)生系統(tǒng)故障而重啟時可以利用該文件找到日志文件中的檢查點記錄地址。1312.5MySQL的備份和恢復方法

數(shù)據(jù)庫備份是指對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)進行備份，以便在需要的時候可以恢復和重建數(shù)據(jù)庫。備份的目的是為了防止數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)丟失或損壞。數(shù)據(jù)庫備份是防止數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)丟失或損壞的一個有效手段。1412.5MySQL的備份和恢復方法MySQL的數(shù)據(jù)庫備份分為邏輯備份和物理備份。邏輯備份：將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以SQL語句的方式導出成文件的形式。物理備份：利用命令（如cp、tar、scp等）直接將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)文件復制一份或多份，分別存放到其它地方，以達到備份的目的。MySQL數(shù)據(jù)庫一般采用邏輯備份。1512.5.1MySQL數(shù)據(jù)庫備份mysqldump是MySQL自帶的邏輯備份工具，它的備份原理是通過相關(guān)協(xié)議連接到MySQL數(shù)據(jù)庫，將需要備份的數(shù)據(jù)查詢出來，然后將查詢出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的INSERT語句。當需要還原這些數(shù)據(jù)時，只需執(zhí)行這些INSERT語句。16用命令行方式進行數(shù)據(jù)備份備份數(shù)據(jù)庫中全部表的結(jié)構(gòu)及表數(shù)據(jù)的命令如下：mysqldump[--host=數(shù)據(jù)庫主機名]-u用戶名-p數(shù)據(jù)庫名>備份文件名

用戶名：用于連接數(shù)據(jù)庫的用戶名；數(shù)據(jù)庫名：要備份的數(shù)據(jù)庫的名稱；備份文件名：保存?zhèn)浞輧?nèi)容的文件名，可以自行指定；--host=數(shù)據(jù)庫主機名：要備份的數(shù)據(jù)庫所在的主機名。如果是備份本機數(shù)據(jù)，可以省略。17數(shù)據(jù)備份示例例12-1本地登錄用戶testuser具有備份數(shù)據(jù)權(quán)限，用此用戶將“db_borrows”數(shù)據(jù)庫備份到e:\bak文件夾，備份文件名為：books20230808.sql。mysqldump-utestuser-pdb_borrows>e:\bak\books20230808.sql備份數(shù)據(jù)庫需要用戶具有process權(quán)限，可以通過如下授權(quán)語句進行授權(quán)：

GRANTPROCESSON*.*TO用戶名;18備份指定的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及表數(shù)據(jù)mysqldump-u用戶名-p密碼

數(shù)據(jù)庫名

表名1[表名2表名3...]>備份文件名例12-2設(shè)本地登錄用戶testuser具有備份數(shù)據(jù)權(quán)限，用此用戶將“db_borrows”數(shù)據(jù)庫的students表和books表備份到e:\bak文件夾，文件名為：books20230808_1.sql。mysqldump-utestuser-pdb_borrowsstudentsbooks>e:\bak\books20230808_1.sql1912.5.2MySQL數(shù)據(jù)庫恢復使用備份文件恢復數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)：mysql-u用戶名-p數(shù)據(jù)庫表名<備份文件名使用source語句恢復數(shù)據(jù)庫登錄MySQL服務(wù)器后，可以通過source語句從備份文件恢復數(shù)據(jù)庫：source備份文件名;

20使用備份文件恢復數(shù)據(jù)庫示例例12-3利用例12-2備份的e:\bak\books20230808.sql文件，恢復“db_borrows”數(shù)據(jù)庫。mysql-uroot-pdb_borrows<e:\bak