数据库恢复技术

v事务(Transaction)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，是一个不可分割的工作单位。

 

v事务和程序是两个概念

n在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组SQL语句或整个程序

n一个程序通常包含多个事务

 

v事务是恢复和并发控制的基本单位

事务的ACID特性：

v原子性（Atomicity）

v一致性（Consistency）

v隔离性（Isolation）

v持续性（Durability ）

 

v事务是数据库的逻辑工作单位

n事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做

 

 

v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

v一致性状态

n数据库中只包含成功事务提交的结果

v不一致状态

n数据库系统运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断；

n这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物

    理数据库，这时数据库就处于一种不正确的状态

 

一个事务的执行不能被其他事务干扰

n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

n并发执行的各个事务之间不能互相干扰

 

                      持续性也称永久性（Permanence）

n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。

n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。

                   保证事务ACID特性是事务处理的任务

                   破坏事务ACID特性的因素

（1） 多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行

l数据库管理系统必须保证多个事务的交叉运行不影响这些事务的隔离性

（2）事务在运行过程中被强行停止

l数据库管理系统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

 

                        故障是不可避免的

n计算机硬件故障

n软件的错误

n操作员的失误

n恶意的破坏

                          故障的影响

n运行事务非正常中断，影响数据库中数据的正确性

n破坏数据库，全部或部分丢失数据

                        数据库的恢复

n数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态(亦称为一致状态或完整状态)的功能，这就是数据库的恢复管理系统对故障的对策

v恢复子系统是数据库管理系统的一个重要组成部分

v恢复技术是衡量系统优劣的重要指标

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故障的分类

1.事务内部的故障

2.系统故障

3.介质故障

4.计算机病毒

                   事务内部的故障

n有的是可以通过事务程序本身发现的(见下面转账事

    务的例子)

n有的是非预期的，不能由事务程序处理的。

                            事务内部更多的故障是非预期的，是不能由应用程序处理的。

n运算溢出

n并发事务发生死锁而被选中撤销该事务

n违反了某些完整性限制而被终止等

    以后，事务故障仅指这类非预期的故障

          

                           事务故障意味着

n事务没有达到预期的终点(COMMIT或者显式的ROLLBACK)

n数据库可能处于不正确状态。

                           事务故障的恢复：事务撤消（UNDO）

n强行回滚（ROLLBACK）该事务

n撤销该事务已经作出的任何对数据库的修改，使得该事务象根本没有启动一样

系统故障的常见原因

v特定类型的硬件错误（如CPU故障）

v操作系统故障

v数据库管理系统代码错误

v系统断电、

 

系统故障的恢复

 

v发生系统故障时，一些尚未完成的事务的结果可能已送入物理数据库，造成数据库可能处于不正确状态。

n恢复策略：系统重新启动时，恢复程序让所有非正常终止的事务回滚，强行撤消（UNDO）所有未完成事务

v发生系统故障时，有些已完成的事务可能有一部分甚至全部留在缓冲区，尚未写回到磁盘上的物理数据库中，系统故障使得这些事务对数据库的修改部分或全部丢失

n恢复策略：系统重新启动时，恢复程序需要重做（REDO）所有已提交的事务

v介质故障称为硬故障，指外存故障

n磁盘损坏

n磁头碰撞

n瞬时强磁场干扰

v介质故障破坏数据库或部分数据库，并影响正在存取这部分数据的所有事务

v介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性大得多