【数据库系统概论（王珊）】第10章 数据库恢复技术

数据库系统概论——第10章 数据库恢复技术

事务

       事务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作，是一个不可分割的工作单位。

事务的特性

       原子性、 一致性、隔离性、 持续性

事务是恢复和并发控制的基本单位。

四大类故障：

       事务内部的故障、系统故障、介质故障、计算机病毒

恢复机制涉及的两个关键问题:

       第一，如何建立冗余数据；
       第二，如何利用这些冗余数据实施数据库恢复。

建立冗余数据值常用的技术是：

       数据转储和登录日志文件。

数据转储分类

静态转储：

       在系统中无运行事务是进行的转储操作。简单，但会降低数据库的可用性。

动态转储：

       转储期间允许对数据库进行存取或修改。即转储和用户事务可以并发执行。

优点：

       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。

缺点：

       不能保证副本中的数据正确有效。

海量转储：

       每次转储全部数据库。

增量转储：

       每次只转储上一次转储后更新过的数据。

日志文件：

       用来记录事务对数据库的更新操作的文件。

登记日志文件时必须遵循的两条原则：

       （1）登记的次序严格按并发事务执行的时间次序。
       （2）必须先写日志文件，在写数据库。

事务故障的回复（由系统自动完成）

步骤：

       （1）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。
       （2）对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中“更新前的值”（Befor Image, BI）写入数据库。
        插入操作， “更新前的值”为空，则相当于做删除操作
        删除操作，“更新后的值”为空，则相当于做插入操作
       若是修改操作，则用BI（Before Image） 代替 AI（After Image）
       （3） 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。
       （4）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。

系统故障的回复（由系统在重新启动时自动完成）

步骤：

       （1）正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）
Redo队列: 在故障发生前已经提交的事务 T1, T3, T8……
Undo队列:故障发生时尚未完成的事务 T2, T4, T5, T6, T7, T9 ……
        （2）对Undo队列事务进行UNDO处理。反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更新操作执行逆操作。
       T2, T4, T5, T6, T7, T9 ……
       （3）对Redo队列事务进行REDO处理。正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新执行登记的操作。
       T1, T3, T8……

介质故障的回复

步骤：

       （1）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。（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。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，利用与恢复系统故障相同的方法（即REDO+UNDO），才能将数据库恢复到一致性状态。）
       （2）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，对重做队列中的所有事务进行重做处理。即将日志记录中“更新后的值”写入数据库。