《數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用》第12章

數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)1第12章內(nèi)容提要故障的種類(lèi)12.1數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)12.2恢復(fù)策略12.3具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)12.4數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像12.5內(nèi)容導(dǎo)學(xué)3學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本思想和故障的種類(lèi)掌握恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和策略掌握具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)理解數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像學(xué)習(xí)重點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本思想不同故障恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)思政導(dǎo)學(xué)4關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)，故障，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，檢查點(diǎn)。內(nèi)容要意：在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，由于人為誤操作或破壞、系統(tǒng)故障以及硬軟件的損壞等原因，可能導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)的丟失，給企業(yè)和個(gè)人帶來(lái)巨大損失，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的定期備份和恢復(fù)。建立備份常用的方法是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和日志文件。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，可以利用數(shù)據(jù)備份和日志文件采用檢查點(diǎn)恢復(fù)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像技術(shù)將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的某個(gè)一致性狀態(tài)。思政點(diǎn)播：結(jié)合具體實(shí)例，通過(guò)講解故障的類(lèi)型和數(shù)據(jù)庫(kù)定期備份和恢復(fù)技術(shù)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到要提高工作可靠性和工作質(zhì)量，必須要有憂患意識(shí)，做好定期備份，一旦發(fā)生意外，能根據(jù)具體情況進(jìn)行分析判斷，并能應(yīng)用科學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行恢復(fù)，保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性。思政目標(biāo)：通過(guò)對(duì)故障產(chǎn)生的影響以及恢復(fù)策略和技術(shù)的講解，培養(yǎng)學(xué)生的憂患意識(shí)，使學(xué)生養(yǎng)成提高工作可靠性和提升工作質(zhì)量的好習(xí)慣。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，影響數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性破壞數(shù)據(jù)庫(kù)，全部或部分丟失數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須具有把數(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))的功能，這就是數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)管理系統(tǒng)對(duì)故障的對(duì)策恢復(fù)子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分恢復(fù)技術(shù)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)12.1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.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)下面自動(dòng)取款機(jī)取錢(qián)事務(wù)的例子)有的是非預(yù)期的，不能由事務(wù)程序處理的。事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）例如，自動(dòng)取款機(jī)的取錢(qián)事務(wù)，這個(gè)事務(wù)是用戶(hù)從取款機(jī)上取出一定數(shù)量的現(xiàn)金。BEGINTRANSACTION

讀客戶(hù)的賬戶(hù)余額BALANCE;BALANCE=BALANCE-AMOUNT;/*扣款，AMOUNT為取款金額*/IF(BALANCE<0)THEN{打印‘余額不足，不能取款';/*事務(wù)內(nèi)部造成事務(wù)被回滾的情況*/ROLLBACK;} /*撤銷(xiāo)扣款，恢復(fù)事務(wù)*/ELSE{檢查現(xiàn)金余額CASHCASH=CASH-AMOUNT;IF（CASH<0）THEN{打印‘現(xiàn)金不足，不能取款’;/*事務(wù)內(nèi)部造成事務(wù)被回滾的情況*/ROLLBACK;} /*撤銷(xiāo)扣款，恢復(fù)事務(wù)*/ELSE

機(jī)器吐鈔，取出現(xiàn)金;COMMIT;}事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）這個(gè)例子中機(jī)器扣款和吐鈔兩個(gè)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)，例如可能出現(xiàn)只把客戶(hù)的錢(qián)扣了，但機(jī)器沒(méi)有吐鈔，客戶(hù)沒(méi)有取到現(xiàn)金的情況發(fā)生。在這個(gè)事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，若產(chǎn)生賬戶(hù)甲余額不足的情況，通過(guò)應(yīng)用程序可以發(fā)現(xiàn)并讓事務(wù)滾回，撤銷(xiāo)已做的修改，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而被終止等以后，事務(wù)故障僅指這類(lèi)非預(yù)期的故障事務(wù)內(nèi)部的故障（續(xù)）事務(wù)故障意味著事務(wù)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的終點(diǎn)(COMMIT或者顯式的ROLLBACK)數(shù)據(jù)庫(kù)可能處于不正確狀態(tài)。事務(wù)故障的恢復(fù)：事務(wù)撤消（UNDO）強(qiáng)行回滾（ROLLBACK）該事務(wù)撤銷(xiāo)該事務(wù)已經(jīng)作出的任何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改，使得該事務(wù)象根本沒(méi)有啟動(dòng)一樣2.系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障：

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)但內(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)故障數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)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)，一些尚未完成的事務(wù)的結(jié)果可能已送入物理數(shù)據(jù)庫(kù)，造成數(shù)據(jù)庫(kù)可能處于不正確狀態(tài)?；謴?fù)策略：系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序讓所有非正常終止的事務(wù)回滾，強(qiáng)行撤消（UNDO）所有未完成事務(wù)。系統(tǒng)故障的恢復(fù)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，有些已完成的事務(wù)可能有一部分甚至全部留在緩沖區(qū)，尚未寫(xiě)回到磁盤(pán)上的物理數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)故障使得這些事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改部分或全部丟失?；謴?fù)策略：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)。3.介質(zhì)故障介質(zhì)故障稱(chēng)為硬故障，指外存故障磁盤(pán)損壞磁頭碰撞瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾介質(zhì)故障破壞數(shù)據(jù)庫(kù)或部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，并影響正在存取這部分?jǐn)?shù)據(jù)的所有事務(wù)。介質(zhì)故障比前兩類(lèi)故障的可能性小得多，但破壞性大得多。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)4.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，造成對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)的危害計(jì)算機(jī)病毒種類(lèi)小的病毒只有20條指令，不到50B大的病毒像一個(gè)操作系統(tǒng)，由上萬(wàn)條指令組成計(jì)算機(jī)病毒（續(xù)）計(jì)算機(jī)病毒的危害有的病毒傳播很快，一旦侵入系統(tǒng)就馬上摧毀系統(tǒng)有的病毒有較長(zhǎng)的潛伏期，計(jì)算機(jī)在感染后數(shù)天或數(shù)月才開(kāi)始發(fā)病。有的病毒感染系統(tǒng)所有的程序和數(shù)據(jù)有的只對(duì)某些特定的程序和數(shù)據(jù)感興趣計(jì)算機(jī)病毒已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要威脅，自然也是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要威脅。數(shù)據(jù)庫(kù)一旦被破壞仍要用恢復(fù)技術(shù)把數(shù)據(jù)庫(kù)加以恢復(fù)。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。12.2數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的主要途徑：備份和還原恢復(fù)技術(shù)主要涉及到兩個(gè)問(wèn)題：一是建立備份數(shù)據(jù)二是利用備份數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。建立備份數(shù)據(jù)最常用的方法就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和備份日志(logging)。12.2數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)1.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)就是DBA定期地將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制到其他存儲(chǔ)介質(zhì)上保存起來(lái)的過(guò)程。這些備用的數(shù)據(jù)稱(chēng)為后備副本或后援副本。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞后，可以將后備副本重新裝入數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，但此時(shí)只能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的狀態(tài)，要想恢復(fù)到故障發(fā)生時(shí)的狀態(tài)，還必須重新執(zhí)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)以后的所有更新事務(wù)。12.2數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)例如，在圖下中，系統(tǒng)在T1時(shí)刻停止運(yùn)行所有事務(wù)，并開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，在T2時(shí)刻轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢，得到T2時(shí)刻的數(shù)據(jù)庫(kù)一致性副本。然后系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，在Tf時(shí)刻發(fā)生故障?；謴?fù)策略：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)到T1時(shí)刻的狀態(tài)，然后重新運(yùn)行自T2~Tf時(shí)刻的所有更新事務(wù)，這樣就把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的一致?tīng)顟B(tài)。2.轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法（1）靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)是在系統(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)始的時(shí)刻數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)，轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間不能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行任何存取或修改操作。這樣才能得到一個(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)：降低數(shù)據(jù)庫(kù)的使用效率轉(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2.轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法（2）動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)則允許轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取或修改，轉(zhuǎn)儲(chǔ)和事務(wù)可以并發(fā)執(zhí)行。優(yōu)點(diǎn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)可以克服靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的缺點(diǎn)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的使用效率，不用等待正在運(yùn)行的用戶(hù)事務(wù)結(jié)束，也不會(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。例如：在轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間的T1時(shí)刻，把數(shù)據(jù)M=10轉(zhuǎn)儲(chǔ)到磁盤(pán)上，而在下一時(shí)刻T2，某一事務(wù)F把數(shù)據(jù)M修改為30。轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束后，后備副本上的數(shù)據(jù)M的值（10）已是過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)了，如果用這個(gè)值來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)（續(xù)）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+日志文件就能把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某一時(shí)刻的正確狀態(tài)2.轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法（3）全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)和增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：每次都轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中的全部數(shù)據(jù)。增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：每次只轉(zhuǎn)儲(chǔ)自上一次轉(zhuǎn)儲(chǔ)之后更新過(guò)的數(shù)據(jù)。使用全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的后備副本進(jìn)行恢復(fù)會(huì)更方便些。對(duì)于大型數(shù)據(jù)庫(kù)而言，全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和大量的磁盤(pán)存儲(chǔ)空間，采用增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式會(huì)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)全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)動(dòng)態(tài)全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)全量轉(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)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式2.日志文件什么是日志文件日志文件(logfile)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(1)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)的所有更新操作以上均作為日志文件中的一個(gè)日志記錄(logrecord)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)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）日志文件的格式和內(nèi)容（續(xù)）(2)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)被更新的數(shù)據(jù)塊日志文件的作用用途進(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)具體作用事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件。在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式中必須建立日志文件，后備副本和日志文件結(jié)合起來(lái)才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。日志文件的作用（續(xù)）在靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式中，也可以建立日志文件。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)毀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)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(xiāo)處理不必重新運(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)日志文件的作用（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└─────〉利用日志文件恢復(fù)3.登記日志文件為保證數(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)格按并發(fā)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)到日志文件中寫(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)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12.3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)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)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（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。12.3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)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)的原因未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新可能已寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)已提交事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新可能還留在緩沖區(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(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BEGINTRANSACTION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BEGINTRANSACTION記錄，無(wú)相應(yīng)的COMMIT記錄系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟（續(xù)）（2）對(duì)撤銷(xiāo)(UNDO)隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行撤銷(xiāo)(UNDO)處理反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)撤銷(xiāo)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)重做事務(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)12.3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)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)需要數(shù)據(jù)庫(kù)管理員介入數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的工作重裝最近轉(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)操作仍由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)完成12.4具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)1.問(wèn)題的提出2.檢查點(diǎn)技術(shù)3.利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略1.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)間重做處理：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)滿一半建立一個(gè)檢查點(diǎn)利用檢查點(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)在進(jìn)行恢復(fù)處理時(shí)，沒(méi)有必要對(duì)事務(wù)T執(zhí)行重做操作利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略（續(xù)）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、T4：在檢查點(diǎn)之前已提交，不必執(zhí)行重做操作。T3：在故障發(fā)生時(shí)還未完成，所以予以撤銷(xiāo)；T2、T5：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)，所以要重做；T6：在檢查點(diǎn)之后開(kāi)始執(zhí)行，不管它是否提交，都沒(méi)有記錄在檢查點(diǎn)中，不用處理。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-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)）（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;直到日志文件結(jié)束（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12.5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，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員必須周期性地轉(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（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)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)上數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性每當(dāng)主數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)把更新后的數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)去數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的用途出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí)可由鏡像磁盤(pán)繼續(xù)提供使用同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)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)副本數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像（續(xù)）沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)可用于并發(fā)操作一個(gè)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)加排他鎖修改數(shù)據(jù)，其他用戶(hù)可以讀鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)上的數(shù)據(jù)，而不必等待該用戶(hù)釋放鎖數(shù)據(jù)庫(kù)