《数据库恢复》PPT课件.ppt

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1、第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 小结小结1第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库

2、镜像10.8 小结小结210.1 事务的基本概念事务的基本概念一、什么是事务一、什么是事务二、如何定义事务二、如何定义事务三、事务的特性三、事务的特性310.1 事务的基本概念事务的基本概念一、什么是事务一、什么是事务二、如何定义事务二、如何定义事务三、事务的特性三、事务的特性4一、什么是事务一、什么是事务l事务事务(Transaction)是用户定义的一个数据库是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。是一个不可分割的工作单位。l事务和程序是两个概念事务和程序是两个概念在关系数据库中，一个事务可以是一条在关

3、系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，语句，一组一组SQL语句或整个程序语句或整个程序一个应用程序通常包含多个事务一个应用程序通常包含多个事务l事务是恢复和并发控制的基本单位事务是恢复和并发控制的基本单位510.1 事务的基本概念事务的基本概念一、什么是事务一、什么是事务二、如何定义事务二、如何定义事务三、事务的特性三、事务的特性6二、如何定义事务二、如何定义事务l定义事务的两种方式定义事务的两种方式显式方式显式方式事务的开始由用户显式控制或事务的开始由用户显式控制或DBMS自动自动隐含隐含事务结束由用户显式控制事务结束由用户显式控制隐式方式隐式方式当用户没有显式地定义事务时，由当用户没有

4、显式地定义事务时，由DBMS按缺省规定自动划分事务按缺省规定自动划分事务7如何定义事务（续）如何定义事务（续）l显式定义事务显式定义事务1.事务开始事务开始BEGIN TRANSACTION8如何定义事务（续）如何定义事务（续）l显式定义事务（续）显式定义事务（续）2.事务结束（事务结束（1）COMMIT事务正常结束事务正常结束 提交事务的所有操作提交事务的所有操作使事务中所有对数据库的更新永久使事务中所有对数据库的更新永久生效（保存在物理数据库中）。生效（保存在物理数据库中）。9如何定义事务（续）如何定义事务（续）l显式定义事务（续）显式定义事务（续）2.事务结束（事务结束（2）ROLLBA

5、CK事务异常终止事务异常终止回滚事务的所有操作回滚事务的所有操作在事务运行的过程中发生了某种故在事务运行的过程中发生了某种故障，事务不能继续执行障，事务不能继续执行系统将事务中对数据库的所有已完系统将事务中对数据库的所有已完成的更新操作全部撤消，滚回到事成的更新操作全部撤消，滚回到事务开始时的状态务开始时的状态1010.1 事务的基本概念事务的基本概念一、什么是事务一、什么是事务二、如何定义事务二、如何定义事务三、事务的特性三、事务的特性11三、事务的特性三、事务的特性(ACID特性特性)事务的事务的ACID特性：特性：l原子性（原子性（Atomicity）l一致性（一致性（Consisten

6、cy）l隔离性（隔离性（Isolation）l持续性（持续性（Durability）121.原子性原子性l事务是数据库的逻辑工作单位事务是数据库的逻辑工作单位事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做132.一致性一致性l事务执行的结果必须是使数据库从一个事务执行的结果必须是使数据库从一个 一致性状态变到另一个一致性状态。一致性状态变到另一个一致性状态。一致性状态一致性状态：数据库中只包含成功事务提交：数据库中只包含成功事务提交的结果的结果不一致状态不一致状态：数据库中包含失败事务的结果：数据库中包含失败事务的结果数据库系统运行中发生故障，有些事务尚数据库系统

7、运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，这些未完成事务对数未完成就被迫中断，这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据据库所做的修改有一部分已写入物理数据库中库中14一致性（续）一致性（续）l一致性与原子性是密切相关的。一致性与原子性是密切相关的。例：银行转帐：从帐号例：银行转帐：从帐号A中取出一万元，存入帐号中取出一万元，存入帐号B。定义一个事务，该事务包括两个操作定义一个事务，该事务包括两个操作第一个操作是从帐号第一个操作是从帐号A中减去一万元中减去一万元第二个操作是向帐号第二个操作是向帐号B中加入一万元中加入一万元这两个操作要么全做，要么全不做这两个操作要么全做，要么全不

8、做全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。如果只做一个操作则用户逻辑上就会发生错误，少了一万如果只做一个操作则用户逻辑上就会发生错误，少了一万元，这时数据库就处于不一致性状态元，这时数据库就处于不一致性状态。153.隔离性隔离性l一个事务的执行不能被其他事务干扰一个事务的执行不能被其他事务干扰一个事务内部的操作及使用的数据对其他并一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。不能互相干扰。164.持续性持续性l持续性也称永久性（持续性也称永久性（Permanence）一个事

9、务一旦提交，它对数据库中数据的改一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。果有任何影响。17事务的特性事务的特性(续续)l保证事务保证事务ACID特性是事务处理的重要任务。特性是事务处理的重要任务。l破坏事务破坏事务ACID特性的因素特性的因素多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行DBMS必须保证多个事务的交叉运行不影响这些必须保证多个事务的交叉运行不影响这些事务事务ACID特性，特别是原子性和隔离性特性，特别是原子性和隔离

10、性事务在运行过程中被强行停止事务在运行过程中被强行停止DBMS必须保证被强行终止的事务对数据库和其必须保证被强行终止的事务对数据库和其他事务没有任何影响他事务没有任何影响 这些就是这些就是DBMS中恢复机制和并发控制机制的中恢复机制和并发控制机制的责任。责任。18第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 小结小结1910.2 数据库恢复概

11、述数据库恢复概述l故障是不可避免的故障是不可避免的计算机硬件故障计算机硬件故障系统软件和应用软件的错误系统软件和应用软件的错误操作员的失误操作员的失误恶意的破坏恶意的破坏l故障的影响故障的影响轻则造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据轻则造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据的正确性的正确性重则破坏数据库，使数据库中数据部分或全部丢失。重则破坏数据库，使数据库中数据部分或全部丢失。例，银行转帐。例，银行转帐。20数据库恢复概述（续）数据库恢复概述（续）l数据库管理系统对故障的对策数据库管理系统对故障的对策DBMS提供了恢复子系统，用来保证各种故提供了恢复子系统，用来保证各种故障发生后，能把

12、数据库中的数据从错误状态障发生后，能把数据库中的数据从错误状态恢复到某种逻辑一致的状态。即保证各个事恢复到某种逻辑一致的状态。即保证各个事务中的操作要么全部完成，要么全部不做。务中的操作要么全部完成，要么全部不做。l数据库系统所采用的恢复技术是否行之有效是数据库系统所采用的恢复技术是否行之有效是衡量系统性能优劣的重要指标。衡量系统性能优劣的重要指标。21第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具

13、有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 小结小结2210.3 故障的种类故障的种类l事务故障事务故障l系统故障系统故障l介质故障介质故障2310.3 故障的种类故障的种类l事务故障事务故障l系统故障系统故障l介质故障介质故障24一、事务故障一、事务故障l什么是事务故障什么是事务故障某个事务在运行过程中由于种种原因未运行某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正常终止点就夭折了至正常终止点就夭折了l事务故障的常见原因事务故障的常见原因输入数据有误输入数据有误运算溢出运算溢出违反了某些完整性限制违反了某些完整性限制某些应用程序出错某些应用程序出错并行事务发生死锁并行事务发生死锁2

14、5事务故障（续）事务故障（续）l事务故障的恢复事务故障的恢复发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数据库的部分修改写回磁盘。据库的部分修改写回磁盘。事务故障的恢复：事务故障的恢复：事务撤消（事务撤消（UNDO）恢复程序要在不影响其它事务运行的情况恢复程序要在不影响其它事务运行的情况下，强行回滚（下，强行回滚（ROLLBACK）该事务，）该事务，即清除该事务对数据库的所有修改，使得即清除该事务对数据库的所有修改，使得这个事务象根本没有启动过一样这个事务象根本没有启动过一样2610.3 故障的种类故障的种类l事务故障事务故障l系统故障系统故障l介质故障介质故障2

15、7二、系统故障二、系统故障l什么是系统故障什么是系统故障由于某种原因造成整个系统的正常运行突然由于某种原因造成整个系统的正常运行突然停止，致使所有正在运行的事务都以非正常停止，致使所有正在运行的事务都以非正常方式终止。方式终止。发生系统故障时，内存中数据库缓冲区的信发生系统故障时，内存中数据库缓冲区的信息全部丢失，但存储在外部存储设备上的数息全部丢失，但存储在外部存储设备上的数据未受影响据未受影响28系统故障（续）系统故障（续）l系统故障的常见原因系统故障的常见原因操作系统或操作系统或DBMS代码错误代码错误操作员操作失误操作员操作失误特定类型的硬件错误（如特定类型的硬件错误（如CPU故障）故

16、障）突然停电突然停电29系统故障（续）系统故障（续）l系统故障的恢复系统故障的恢复1.清除尚未完成的事务对数据库的所有修改清除尚未完成的事务对数据库的所有修改如果如果DBMS无法确定哪些事务已更新过数据库，无法确定哪些事务已更新过数据库，则系统重新启动后，恢复程序要强行撤消则系统重新启动后，恢复程序要强行撤消（UNDO）所有未完成事务，使这些事务象没有）所有未完成事务，使这些事务象没有运行过一样。运行过一样。2.将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库如果如果DBMS无法确定哪些事务的提交结果尚未写无法确定哪些事务的提交结果尚未写入物理数据库，则系统重新

17、启动后，恢复程序需入物理数据库，则系统重新启动后，恢复程序需要重做（要重做（REDO）所有已提交的事务。）所有已提交的事务。3010.3 故障的种类故障的种类l事务故障事务故障l系统故障系统故障l介质故障介质故障31三、介质故障三、介质故障l什么是介质故障什么是介质故障硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失全部丢失介质故障比前两类故障的可能性小得多，但介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性最大。破坏性最大。32介质故障介质故障(续续)l介质故障的常见原因介质故障的常见原因硬件故障硬件故障磁盘损坏磁盘损坏磁头碰撞磁头碰撞操作系统的某种潜在错误操

18、作系统的某种潜在错误瞬时强磁场干扰瞬时强磁场干扰33介质故障（续）介质故障（续）l介质故障的恢复介质故障的恢复装入装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本副本重做自此时始的所有重做自此时始的所有成功事务成功事务，将这些事务，将这些事务已提交的结果重新记入数据库已提交的结果重新记入数据库34故障的种类小结故障的种类小结l数据库系统中各类故障对数据库的影响数据库系统中各类故障对数据库的影响数据库本身被破坏数据库本身被破坏（介质故障）（介质故障）数据库处于不一致状态数据库处于不一致状态数据库中包含了未完成事务对数据库的修数据库中包含了未完成事务对数据库的修改（事务

19、故障、系统故障）改（事务故障、系统故障）数据库中丢失了已提交事务对数据库的修数据库中丢失了已提交事务对数据库的修改（系统故障）改（系统故障）l不同类型的故障应采用不同的恢复操作不同类型的故障应采用不同的恢复操作35故障的种类小结（续）故障的种类小结（续）l恢复操作的基本原理：简单恢复操作的基本原理：简单任何恢复操作的原理都是一样的任何恢复操作的原理都是一样的原理：原理：利用利用存储在系统其它地方的存储在系统其它地方的冗余数据冗余数据来来重建重建数据库中已经被破坏或已经不正确的数据库中已经被破坏或已经不正确的那部分数据那部分数据l恢复的实现技术：复杂恢复的实现技术：复杂一般一个大型数据库产品，恢

20、复子系统的代一般一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部代码的码要占全部代码的10%以上以上36第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 小结小结3710.4 恢复的实现技术恢复的实现技术l恢复技术的原理恢复技术的原理利用存储在系统其它地方的冗余数据来修复或重建利用存储在系统其它地方的冗余数据来修复或重建数据库中被破坏的或不正确的数据

21、。数据库中被破坏的或不正确的数据。l恢复机制涉及的关键问题恢复机制涉及的关键问题1.如何建立冗余数据如何建立冗余数据数据转储数据转储登记日志文件登记日志文件2.如何利用这些冗余数据实施数据库恢复如何利用这些冗余数据实施数据库恢复3810.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.4.1 数据转储数据转储10.4.2 登记日志文件登记日志文件3910.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.4.1 数据转储数据转储10.4.2 登记日志文件登记日志文件4010.4.1 数据转储数据转储一、什么是转储一、什么是转储二、转储的用途二、转储的用途三、转储方法三、转储方法4110.4.1 数据转储数据转储一、

22、什么是转储一、什么是转储二、转储的用途二、转储的用途三、转储方法三、转储方法42一、什么是转储一、什么是转储l转储是指转储是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。个磁盘上保存起来的过程。l这些备用的数据文本称为这些备用的数据文本称为后备副本后备副本或或后援副本后援副本。4310.4.1 数据转储数据转储一、什么是转储一、什么是转储二、转储的用途二、转储的用途三、转储方法三、转储方法44二、转储的用途二、转储的用途l用途：供介质故障恢复时使用用途：供介质故障恢复时使用一旦系统发生介质故障，数据库遭到破坏，一旦系统发生介质故障，数据库遭到破坏，可以

23、将后备副本重新装入，把数据库恢复起可以将后备副本重新装入，把数据库恢复起来。来。l恢复的程度恢复的程度重装后备副本只能将重装后备副本只能将DB恢复到转储时的状态恢复到转储时的状态要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运行自转储以后的所有更新事务行自转储以后的所有更新事务45转储的用途（续）转储的用途（续）例：例：故障发生点故障发生点 转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 重新运行事务重新运行事务恢复恢复 4610.4.1 数据转储数据转储一、什么是转储一、什么是转储二、转储的用途二、转储的

24、用途三、转储方法三、转储方法47三、转储方法三、转储方法1静态转储与动态转储静态转储与动态转储2海量转储与增量转储海量转储与增量转储3转储方法小结转储方法小结481静态转储与动态转储静态转储与动态转储l静态转储静态转储静态转储是在系统中无运行事务时进行的转静态转储是在系统中无运行事务时进行的转储操作储操作转储操作开始的时刻，数据库处于一致性转储操作开始的时刻，数据库处于一致性状态状态转储期间不允许（或不存在）对数据库的转储期间不允许（或不存在）对数据库的任何存取、修改活动任何存取、修改活动静态转储得到的一定是一个数据一致性的副静态转储得到的一定是一个数据一致性的副本本49静态转储与动态转储（续

25、）静态转储与动态转储（续）静态转储的优点静态转储的优点实现简单实现简单静态转储的缺点静态转储的缺点降低了数据库的可用性降低了数据库的可用性转储必须等待用户事务结束才能进行转储必须等待用户事务结束才能进行新的事务必须等待转储结束才能执行新的事务必须等待转储结束才能执行50静态转储与动态转储（续）静态转储与动态转储（续）利用静态转储得到的副本进行故障恢复利用静态转储得到的副本进行故障恢复只需要把静态转储得到的后备副本装入，只需要把静态转储得到的后备副本装入，就能把数据库恢复到转储时刻的正确状态就能把数据库恢复到转储时刻的正确状态51利用静态转储副本进行恢复利用静态转储副本进行恢复 故障发生点故障发

26、生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 52静态转储与动态转储（续）静态转储与动态转储（续）l动态转储动态转储动态转储是指转储操作与用户事务并发进行，动态转储是指转储操作与用户事务并发进行，转储期间允许对数据库进行存取或修改。转储期间允许对数据库进行存取或修改。动态转储的优点动态转储的优点不用等待正在运行的用户事务结束不用等待正在运行的用户事务结束不会影响新事务的运行不会影响新事务的运行动态转储的缺点动态转储的缺点不能保证副本中的数据正确有效不能保证副本中的数据正确有效53静态转储与动态转储（续）静态转

27、储与动态转储（续）利用动态转储得到的副本进行故障恢复利用动态转储得到的副本进行故障恢复需要把动态转储期间各事务对数据库的修需要把动态转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来，建立日志文件改活动登记下来，建立日志文件后备副本加上日志文件才能把数据库恢复后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某一时刻的正确状态到某一时刻的正确状态54利用动态转储副本进行恢复利用动态转储副本进行恢复 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本，然后利用转储的

28、日志文件恢复重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态552海量转储与增量转储海量转储与增量转储l海量转储海量转储每次转储全部数据库每次转储全部数据库l增量转储增量转储只转储上次转储后更新过的数据只转储上次转储后更新过的数据l海量转储与增量转储比较海量转储与增量转储比较从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本进行恢复往往更方便本进行恢复往往更方便但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用更有效则增量转储方式更实用更有效563转储方法小结转储方法小结l转储方法分类转储方法分

29、类转储状态转储状态动态转储动态转储静态转储静态转储转储转储方式方式海量转储海量转储动态海量转储动态海量转储静态海量转储静态海量转储增量转储增量转储动态增量转储动态增量转储静态增量转储静态增量转储57转储方法小结（续）转储方法小结（续）l转储策略转储策略从恢复方便角度看，应经常进行数据转储，制作后从恢复方便角度看，应经常进行数据转储，制作后备副本。备副本。但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。DBA应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期和转储方法。和转储方法。例：例：每天晚上进行动态增量转储每天晚上进

30、行动态增量转储每周进行一次动态海量转储每周进行一次动态海量转储每月进行一次静态海量转储每月进行一次静态海量转储5810.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.4.1 数据转储数据转储10.4.2 登记日志文件登记日志文件5910.4.2 登记日志文件登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容二、日志文件的用途二、日志文件的用途三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则6010.4.2 登记日志文件登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容二、日志文件的用途二、日志文件的用途三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则61一、日志文件的内容一、日志文件的内容l1.什么是日志文件什么

31、是日志文件日志文件日志文件(log)是用来记录事务对数据库的是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。更新操作的文件。l2.日志文件的格式日志文件的格式以记录为单位的日志文件以记录为单位的日志文件以数据块为单位的日志文件以数据块为单位的日志文件62日志文件的内容（续）日志文件的内容（续）l3.日志文件内容日志文件内容各个事务的开始标记各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)各个事务的结束标记各个事务的结束标记(COMMIT或或ROLLBACK)各个事务的所有更新操作各个事务的所有更新操作每个事务开始的标记、每个事务的结束标记和每个每个事务开始的标记、每个事务的结束标记和每个更新操

32、作均作为日志文件中的一个日志记录更新操作均作为日志文件中的一个日志记录(log record)63日志文件的内容（续）日志文件的内容（续）l4.基于记录的日志文件基于记录的日志文件每条日志记录的内容每条日志记录的内容事务标识（标明是那个事务）事务标识（标明是那个事务）操作类型（插入、删除或修改）操作类型（插入、删除或修改）操作对象操作对象更新前数据的旧值（对插入操作而言，此更新前数据的旧值（对插入操作而言，此项为空值）项为空值）更新后数据的新值（对删除操作而言更新后数据的新值（对删除操作而言,此此项为空值）项为空值）64日志文件的内容（续）日志文件的内容（续）l5.基于数据块的日志文件基于数据

33、块的日志文件每条日志记录的内容每条日志记录的内容事务标识（标明是那个事务）事务标识（标明是那个事务）更新前数据所在的整个数据块的值（对插更新前数据所在的整个数据块的值（对插入操作而言，此项为空值）入操作而言，此项为空值）更新后整个数据块的值（对删除操作而言更新后整个数据块的值（对删除操作而言,此项为空值）此项为空值）6510.4.2 登记日志文件登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容二、日志文件的用途二、日志文件的用途三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则66二、日志文件的用途二、日志文件的用途l1用途用途进行事务故障恢复进行事务故障恢复进行系统故障恢复进行系统故障恢复协助后备

34、副本进行介质故障恢复协助后备副本进行介质故障恢复67日志文件的用途（续）日志文件的用途（续）l2与静态转储后备副本配合进行介质故障恢与静态转储后备副本配合进行介质故障恢复复静态转储的数据已是一致性的数据静态转储的数据已是一致性的数据如果静态转储完成后，仍能定期转储日志文如果静态转储完成后，仍能定期转储日志文件，则在出现介质故障重装数据副本后，可件，则在出现介质故障重装数据副本后，可以利用这些日志文件副本对已完成的事务进以利用这些日志文件副本对已完成的事务进行重做处理行重做处理这样不必重新运行那些已完成的事务程序就这样不必重新运行那些已完成的事务程序就可把数据库恢复到故障前某一时刻的正确状可把数

35、据库恢复到故障前某一时刻的正确状态态68日志文件的用途（续）日志文件的用途（续）故障发生点故障发生点 静态转储静态转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb TfTb Tf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 利用日志文件恢复事务利用日志文件恢复事务 继续运行继续运行介质故障恢复介质故障恢复 登记日志文件登记日志文件 69日志文件的用途（续）日志文件的用途（续）l3与动态转储后备副本配合使用进行介质故与动态转储后备副本配合使用进行介质故障恢复障恢复动态转储机制在转储数据库时，必须同时转动态转储机制在转储数据库时，必须同时转储同一时间点的日志文件，后备副本与该日储

36、同一时间点的日志文件，后备副本与该日志文件结合起来才能将数据库恢复到一致性志文件结合起来才能将数据库恢复到一致性状态。状态。与静态转储一样，如果动态转储完成后，仍与静态转储一样，如果动态转储完成后，仍能定期转储日志文件，则在做介质故障恢复能定期转储日志文件，则在做介质故障恢复时，可以利用这些日志文件副本进一步恢复时，可以利用这些日志文件副本进一步恢复数据库，避免重新运行事务程序。数据库，避免重新运行事务程序。7010.4.2 登记日志文件登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容二、日志文件的用途二、日志文件的用途三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则71三、登记日志文件的原则三、

37、登记日志文件的原则l为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必须遵循两条原则须遵循两条原则登记的次序严格按并行事务执行的时间次序登记的次序严格按并行事务执行的时间次序必须先写日志文件，后写数据库必须先写日志文件，后写数据库写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写到日志文件到日志文件72登记日志文件的原则（续）登记日志文件的原则（续）l为什么要先写日志文件为什么要先写日志文件写数据库和写日志文件是两个不同的操作写数据库和写日志文件是两个

38、不同的操作有可能在这两个操作之间发生故障，即这两个写操有可能在这两个操作之间发生故障，即这两个写操作只完成了一个作只完成了一个如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并操作，并不会影响数据库的正确性不会影响数据库的正确性73第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2

39、数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 小结小结7410.5 恢复策略恢复策略10.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复10.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复10.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复7510.5 恢复策略恢复策略10.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复10.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复10.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复7610.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复l事务故障是指事务在运

40、行至正常终止点前被中事务故障是指事务在运行至正常终止点前被中止止l恢复方法恢复方法由恢复子系统应利用日志文件撤消由恢复子系统应利用日志文件撤消（UNDO）此事务已对数据库进行的修改）此事务已对数据库进行的修改l事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干预干预77事务故障的恢复（续）事务故障的恢复（续）l恢复步骤恢复步骤1.反向扫描文件日志（即从最后向前扫描日志反向扫描文件日志（即从最后向前扫描日志文件），查找该事务的更新操作。文件），查找该事务的更新操作。2.对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中记录中“更新前

41、的值更新前的值”写入数据库。写入数据库。如果记录中是插入操作，则相当于做删除操作（因如果记录中是插入操作，则相当于做删除操作（因为此时为此时“更新前的值更新前的值”为空）为空）若记录中是删除操作，则相当于做插入操作（因为若记录中是删除操作，则相当于做插入操作（因为此时此时“更新后的值更新后的值”为空）为空）若是修改操作，则相当于用修改前值代替修改后值若是修改操作，则相当于用修改前值代替修改后值78事务故障的恢复（续）事务故障的恢复（续）3.继续反向扫描日志文件，查找该事务的其继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样处理。他更新操作，并做同样处理。4.如此处理下去，直至读到此事务

42、的开始标如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。记，事务故障恢复就完成了。7910.5 恢复策略恢复策略10.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复10.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复10.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复8010.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复l系统故障造成数据库不一致状态的原因系统故障造成数据库不一致状态的原因一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库一些已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区一些已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区没来得及写入数据库没来得及写入数据库l恢复方法恢复方法1.撤消故障发生时

43、未完成的事务撤消故障发生时未完成的事务2.重做已完成的事务重做已完成的事务l系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，不需要用户干预不需要用户干预81系统故障的恢复（续）系统故障的恢复（续）l恢复步骤恢复步骤1.正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）找出在故障发生前已经提交的事务找出在故障发生前已经提交的事务,将事务将事务标识记入重做队列标识记入重做队列同时找出故障发生时尚未完成的事务同时找出故障发生时尚未完成的事务,将事将事务标识记入撤消队列务标识记入撤消队列 82系统故障的恢复（续）系统故障的恢复（续）2.对撤

44、消队列中的各个事务进行撤消对撤消队列中的各个事务进行撤消(UNDO)处处理理反向扫描日志文件，对每个反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新更新前的值前的值”写入数据库写入数据库 3.对重做队列中的各个事务进行重做对重做队列中的各个事务进行重做(REDO)处处理理正向扫描日志文件，对每个正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新事务重新执行登记的操作。即将日志记录中执行登记的操作。即将日志记录中“更新后更新后的值的值”写入数据库写入数据库 8310.5 恢复策略恢复策略10.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复10.5

45、.2 系统故障的恢复系统故障的恢复10.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复8410.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复l发生介质故障后，磁盘上的物理数据和日志文发生介质故障后，磁盘上的物理数据和日志文件被破坏，这是最严重的一种故障件被破坏，这是最严重的一种故障l恢复方法恢复方法1.重装数据库，使数据库恢复到一致性状态重装数据库，使数据库恢复到一致性状态2.重做已完成的事务重做已完成的事务85介质故障的恢复（续）介质故障的恢复（续）l恢复步骤恢复步骤1.装入最新的后备数据库副本，使数据库恢复到装入最新的后备数据库副本，使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。最近一次转储时的一致性状态。对于

46、静态转储的数据库副本，装入后数据库对于静态转储的数据库副本，装入后数据库即处于一致性状态即处于一致性状态对于动态转储的数据库副本，还须同时装入对于动态转储的数据库副本，还须同时装入转储时刻的日志文件副本，利用与恢复系统转储时刻的日志文件副本，利用与恢复系统故障相同的方法（即故障相同的方法（即REDO+UNDO），才），才能将数据库恢复到一致性状态。能将数据库恢复到一致性状态。86利用静态转储副本将数据库恢复到一致性状态利用静态转储副本将数据库恢复到一致性状态 故障发生点故障发生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 登记日志文件登记日志文件

47、 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 87利用动态转储副本将数据库恢复到一致性状态利用动态转储副本将数据库恢复到一致性状态 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态88介质故障的恢复（续）介质故障的恢复（续）2.装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交

48、首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事务的标识，将其记入重做队列。的事务的标识，将其记入重做队列。然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有事务进行重做处理。即将日志记录中有事务进行重做处理。即将日志记录中“更更新后的值新后的值”写入数据库。写入数据库。89介质故障的恢复（续）介质故障的恢复（续）l介质故障的恢复需要介质故障的恢复需要DBA介入介入DBA的工作的工作重装最近转储的数据库副本和有关的各日重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本志文件副本执行系统提供的恢复命令执行系统提供的恢复命令具体的恢复操作仍由具体的恢复操作仍由DBMS完成完成90

49、第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 小结小结9110.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术一、问题的提出一、问题的提出二、检查点技术二、检查点技术三、利用检查点的恢复策略三、利用检查点的恢复策略9210.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术一、问题的提出一、问题的提出二、检查点技术二、检查点技术三、利用检查点的恢复策

50、略三、利用检查点的恢复策略93一、问题的提出一、问题的提出l问题的提出问题的提出利用日志技术进行数据库恢复时，恢复子系利用日志技术进行数据库恢复时，恢复子系统必须搜索日志，确定哪些事务需要统必须搜索日志，确定哪些事务需要REDO，哪些事务需要，哪些事务需要UNDO。两个问题两个问题搜索整个日志将耗费大量的时间搜索整个日志将耗费大量的时间很多需要很多需要REDO处理的事务其实已经将它处理的事务其实已经将它们的更新操作结果写到数据库中了，然而们的更新操作结果写到数据库中了，然而恢复子系统又重新执行了这些操作，浪费恢复子系统又重新执行了这些操作，浪费了大量时间了大量时间94问题的提出（续）问题的提出