第六章 數(shù)據(jù)保護(hù) - 數(shù)據(jù)恢復(fù)6.4

1、2024/3/21,1,6.4　數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù),6.4.1　數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)概述故障是不可避免的計(jì)算機(jī)硬件故障系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的錯(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)的正確性破壞數(shù)據(jù)庫(kù)，全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失,2024/3/21,2,,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)故障的對(duì)策DBMS提供恢復(fù)子系統(tǒng)保證故障發(fā)生后，能把數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)(一致?tīng)顟B(tài)或完整狀態(tài))保證事務(wù)ACID恢

2、復(fù)技術(shù)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo),2024/3/21,3,6.4.2　故障的種類(lèi),一、事務(wù)故障某個(gè)事務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中由于種種原因，未能運(yùn)行至正常終止點(diǎn)就夭折了。,2024/3/21,4,,事務(wù)故障分為兩類(lèi)可預(yù)料的可通過(guò)事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)例：銀行轉(zhuǎn)帳事務(wù)不可預(yù)料的事務(wù)沒(méi)有在預(yù)定的結(jié)束點(diǎn)結(jié)束而引起的故障運(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等,2024/3/21,5,,BEGIN TRANSACTION

3、 讀賬戶(hù)甲的余額BALANCE； BALANCE=BALANCE-AMOUNT；(AMOUNT 為轉(zhuǎn)賬金額) 寫(xiě)回BALANCE； IF(BALANCE < 0 ) THEN { 打印'金額不足，不能轉(zhuǎn)賬'； ROLLBACK；(撤銷(xiāo)剛才的修改，恢復(fù)事務(wù)) } ELSE { 讀賬戶(hù)乙的余額BALANCE1；

4、 BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT； 寫(xiě)回BALANCE1； COMMIT； },2024/3/21,6,,事務(wù)內(nèi)部更多的故障是不可預(yù)料的事務(wù)故障僅指這類(lèi)不可預(yù)料的故障,2024/3/21,7,,發(fā)生事務(wù)故障時(shí)，夭折的事務(wù)可能已把對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的部分修改寫(xiě)回磁盤(pán)事務(wù)故障的恢復(fù)撤消事務(wù)（UNDO）強(qiáng)行回滾（ROLLBACK）該事務(wù)，清除該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改，使

5、得這個(gè)事務(wù)象根本沒(méi)有啟動(dòng)過(guò)一樣,2024/3/21,8,,二、系統(tǒng)故障(軟故障)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)都非正常終止內(nèi)存中數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)的信息全部丟失外部存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)未受影響,2024/3/21,9,,系統(tǒng)故障的常見(jiàn)原因操作系統(tǒng)或DBMS代碼錯(cuò)誤操作員操作失誤特定類(lèi)型的硬件錯(cuò)誤（如CPU故障）突然停電,2024/3/21,10,,系統(tǒng)故障的恢復(fù)

6、發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，事務(wù)未提交系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序強(qiáng)行撤消（UNDO）所有未完成事務(wù)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，事務(wù)已提交，但緩沖區(qū)中的信息尚未完全寫(xiě)回到磁盤(pán)上。系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序重做（REDO）所有已提交的事務(wù),2024/3/21,11,,三、介質(zhì)故障(硬故障)外存故障硬件故障使存儲(chǔ)在外存中的數(shù)據(jù)部分丟失或全部丟失。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,2024/3/21,12,,介質(zhì)故障的常見(jiàn)原因硬件

7、故障磁盤(pán)損壞磁頭碰撞操作系統(tǒng)的某種潛在錯(cuò)誤瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,2024/3/21,13,,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),,,2024/3/21,14,,四、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危害破壞、盜竊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)破壞系統(tǒng)文件,2024/3/21,15,,各類(lèi)故障，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的影

8、響有兩種可能性數(shù)據(jù)庫(kù)本身被破壞數(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。,2024/3/21,16,6.4.3　恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù),恢復(fù)操作的基本原理冗余利用存儲(chǔ)在系統(tǒng)其它地方的冗余數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù)中已被破壞或不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，恢復(fù)子系統(tǒng)的代碼要占全部代碼的10%以上,2024/3/21,17,,恢復(fù)機(jī)制涉及的關(guān)鍵問(wèn)題1. 如何建立冗余數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

9、（backup）登錄日志文件（logging）2. 如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù),2024/3/21,18,6.4.3.1　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ),一、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：DBA將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制到磁帶或另一個(gè)磁盤(pán)上保存起來(lái)的過(guò)程。這些備用的數(shù)據(jù)文本稱(chēng)為后備副本或后援副本。,2024/3/21,19,,二、轉(zhuǎn)儲(chǔ)的作用轉(zhuǎn)儲(chǔ)是數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)中采用的基本技術(shù)。一旦系統(tǒng)發(fā)生介質(zhì)故障，數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞，可將后備副本重新裝入，把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)起來(lái)。

10、重裝后備副本只能將數(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)，必須重新運(yùn)行自轉(zhuǎn)儲(chǔ)以后的所有更新事務(wù)。,2024/3/21,20,故障發(fā)生點(diǎn) 轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) ↓正常運(yùn)行 ─┼───────┼───────────── Ta 　　　Tb Tf

11、重裝后備副本 重新運(yùn)行事務(wù)恢復(fù) ─┼───────┴－－－－－－－－－－－－→,2024/3/21,21,,三、轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法1．靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)在系統(tǒng)中無(wú)運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)始時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間不允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的任何存取、修改活動(dòng),2024/3/21,22,優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等用戶(hù)事務(wù)結(jié)束新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束,,2024/3/21,23,

12、,利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù),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 　　　Tb Tf 重裝后備副本 恢復(fù) ─┼───────┥,2024/3/21,24,,利用靜

13、態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù),運(yùn)行事務(wù) 故障發(fā)生點(diǎn) 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) ↓正常運(yùn)行 ─┼───────┼───────────── Ta 　　　Tb Tf重裝后備副本 利用日志

14、文件恢復(fù)恢復(fù) ━━━━━━╋ ━ ━ ━ ┥,2024/3/21,25,,動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶(hù)事務(wù)并發(fā)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取或修改優(yōu)點(diǎn)不用等待正在運(yùn)行的用戶(hù)事務(wù)結(jié)束不會(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：在轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間的某個(gè)時(shí)刻Tc，系統(tǒng)把數(shù)據(jù)A=100轉(zhuǎn)儲(chǔ)到磁帶上，而在下一時(shí)刻Td，某一事務(wù)將A改為200。轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束后，后備副本上的A已是過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)了。,2024/3/2

15、1,26,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加上日志文件才能把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某一時(shí)刻的正確狀態(tài),,2024/3/21,27,,利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本進(jìn)行恢復(fù),Ta 　　　Tb Tf 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 故障發(fā)生點(diǎn)正常

16、運(yùn)行 ─┼───────┼───────────── 登記日志文件 登記新日志文件 ─────────┼───────────── ? 轉(zhuǎn)儲(chǔ)日志文件 重裝后備副本，然后利用轉(zhuǎn)儲(chǔ)的日志文件恢復(fù)恢復(fù)到一 ━━━━━━┥

17、致性狀態(tài),2024/3/21,28,,2．海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫(kù)。增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)后更新過(guò)的數(shù)據(jù)。海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)比較從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的后備副本進(jìn)行恢復(fù)往往更方便如果數(shù)據(jù)庫(kù)很大，事務(wù)處理又十分頻繁，則增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式更實(shí)用更有效,2024/3/21,29,,3．轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法小結(jié)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法分類(lèi),2024/3/21,30,,轉(zhuǎn)儲(chǔ)策略應(yīng)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，制作后備副本。轉(zhuǎn)儲(chǔ)是十分耗費(fèi)時(shí)間和

18、資源的，不能頻繁進(jìn)行。DBA應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)使用情況確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)儲(chǔ)周期和轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法。例：每天晚上進(jìn)行動(dòng)態(tài)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)每周進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)每月進(jìn)行一次靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲(chǔ),2024/3/21,31,6.4.3.2　登記日志文件,一、日志文件的內(nèi)容1.日志文件(log)用來(lái)記錄事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作的文件。2. 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,2024/3/21,32,3. 日志文件內(nèi)容以記錄為單

19、位的日志文件內(nèi)容各個(gè)事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)記(BEGIN TRANSACTION)各個(gè)事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記(COMMIT或ROLLBACK)各個(gè)事務(wù)的所有更新操作與事務(wù)有關(guān)的內(nèi)部更新操作以上為日志文件中的一個(gè)日志記錄 (log record),,2024/3/21,33,,4. 基于記錄的日志文件每條日志記錄的內(nèi)容事務(wù)標(biāo)識(shí)操作類(lèi)型（插入、刪除或修改）操作對(duì)象（記錄ID、Block NO.）更新前數(shù)據(jù)的舊值（對(duì)插入操作而言，此項(xiàng)為

20、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）,2024/3/21,34,,5. 基于數(shù)據(jù)塊的日志文件每條日志記錄的內(nèi)容事務(wù)標(biāo)識(shí)（標(biāo)明是那個(gè)事務(wù)）操作對(duì)象（記錄ID、Block NO.）更新前數(shù)據(jù)所在的整個(gè)數(shù)據(jù)塊的值（對(duì)插入操作而言，此項(xiàng)為空值）更新后整個(gè)數(shù)據(jù)塊的值（對(duì)刪除操作而言, 此項(xiàng)為空值）,2024/3/21,35,,二、日志文件的用途1．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

21、恢復(fù),2024/3/21,36,2．與靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本配合進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)已是一致性的數(shù)據(jù)如果靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)完成后，仍能定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)日志文件，則在出現(xiàn)介質(zhì)故障重裝數(shù)據(jù)副本后，可以利用這些日志文件副本對(duì)已完成的事務(wù)進(jìn)行重做處理不必重新運(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),,2024/3/21,37,,故障發(fā)生點(diǎn) 　靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù)

22、 ↓正常運(yùn)行 ─┼──────┼──────────┼── Ta 　　　Tb Tf 登記日志文件 └───────────┴── 重裝后備副本 利用日志文件恢復(fù)事務(wù)

23、 繼續(xù)運(yùn)行介質(zhì)故障恢復(fù) ─────────┴－－－－－─－－－－－－－┴────── 登記日志文件 └──────,2024/3/21,38,,上圖中：系統(tǒng)在Ta時(shí)刻停止運(yùn)行事務(wù)，進(jìn)行

24、數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)在Tb時(shí)刻轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢，得到Tb時(shí)刻的數(shù)據(jù)庫(kù)一致性副本系統(tǒng)運(yùn)行到Tf時(shí)刻發(fā)生故障為恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，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)至Tb時(shí)刻的狀態(tài)重新運(yùn)行自Tb～Tf時(shí)刻的所有更新事務(wù)，把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的一致?tīng)顟B(tài),2024/3/21,39,3．介質(zhì)故障恢復(fù)：LOG FILE + 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)后備副本動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)同一時(shí)點(diǎn)的日志文件后備副本與該日志文件結(jié)合起來(lái)才能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài)。利用這

25、些日志文件副本進(jìn)一步恢復(fù)事務(wù)，避免重新運(yùn)行事務(wù)程序。,,2024/3/21,40,,三、登記日志文件的原則為保證數(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)格按并行事務(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,2024/3/21,41,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)

26、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。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。,,2024/3/21,42,6.4.4　恢復(fù)策略,6.4.4.1　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)前被中止?；謴?fù)方法由恢復(fù)子系統(tǒng)應(yīng)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

27、動(dòng)完成，不需要用戶(hù)干預(yù),2024/3/21,43,,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”（Befor Image, BI）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，則用BI 代替 AI（After Image）,2024/3/21

28、,44,3. 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。,,2024/3/21,45,6.4.4.2　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)的原因一些未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)一些已提交事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新還留在緩沖區(qū)沒(méi)來(lái)得及寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù),2024/3/21,46,,恢復(fù)方法Undo 故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)Redo 已完成的事

29、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),2024/3/21,47,,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）Redo隊(duì)列：在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù) T1，T3，T8……Undo隊(duì)列：故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù) T2，T4，T5，T6，T7，T9 ……,2024/3/21,48,2. 對(duì)Undo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行UNDO處理反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)UNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)

30、行逆操作　T2，T4，T5，T6，T7，T9……3. 對(duì)Redo隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行REDO處理正向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)REDO事務(wù)重新 執(zhí)行登記的操作　T1，T3，T8……,,2024/3/21,49,6.4.4.3　介質(zhì)故障的恢復(fù),介質(zhì)故障的恢復(fù)方法重裝數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài)重做已完成的事務(wù),2024/3/21,50,介質(zhì)故障的恢復(fù)步驟1. 裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫(kù)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)。

31、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，利用與恢復(fù)系統(tǒng)故障相同的方法（即REDO+UNDO），才能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài)。,,2024/3/21,51,,利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài),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 ─┼───

32、────┼───────────── Ta 　　　Tb Tf 登記日志文件 └───────────── 重裝后備副本 恢復(fù) ━━━━━━┥,2024/3/21,52,,利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到

33、一致性狀態(tài),Ta 　　　Tb Tf 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 運(yùn)行事務(wù) 故障發(fā)生點(diǎn)正常運(yùn)行 ─┼───────┼───────────── 登記日志文件 登記新日志文件 ─────────┼─────────────

34、 ? 轉(zhuǎn)儲(chǔ)日志文件 重裝后備副本，然后利用轉(zhuǎn)儲(chǔ)的日志文件恢復(fù)恢復(fù)到一 ━━━━━━┥致性狀態(tài),2024/3/21,53,2. 裝入有關(guān)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

35、理。即將日志記錄中“更新后的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。,,2024/3/21,54,介質(zhì)故障的恢復(fù)需要DBA介入DBA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DBMS完成,,2024/3/21,55,6.4.5　具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù),一、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REDO處理：重新執(zhí)行，浪費(fèi)了大量時(shí)間,2024/3/21,56,,解決方案具有檢查點(diǎn)（ch

36、eckpoint）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,2024/3/21,57,,2024/3/21,58,,二、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,2024/3/21,59,,2024/3/21,60,,在檢查點(diǎn)維護(hù)日志文件

37、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。在日志文件中寫(xiě)入一個(gè)檢查點(diǎn)記錄。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。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。,2024/3/21,61,,建立檢查點(diǎn)定期按照預(yù)定的一個(gè)時(shí)間間隔不定期按照某種規(guī)則，如日志文件已寫(xiě)滿(mǎn)一半建立一個(gè)檢查點(diǎn),2024/3/21,62,,三、利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)策略當(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)

38、入數(shù)據(jù)庫(kù)。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REDO操作,2024/3/21,63,,2024/3/21,64,,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,2024/3/21,65,2、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-LIST REDO-LIST 把ACTIVE-

39、LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。,,2024/3/21,66,3、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,,2024/3/21,67,6.4.6　數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像,介

40、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，DBA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）,2024/3/21,68,數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像DBMS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DBMS自動(dòng)保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性,,2024/3/21,69,,數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的用途出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí)DBMS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)，

41、不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫(kù)副本沒(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),2024/3/21,70,,2024/3/21,71,DBMS必須對(duì)事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障進(jìn)行恢復(fù)恢復(fù)中最經(jīng)常使用的技術(shù)：數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和登記日志文件恢復(fù)的基本原理：利用存儲(chǔ)在后備副本、日志文件和數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像中的冗余數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù),小結(jié),2024/3/21,72,常用恢復(fù)技術(shù)事務(wù)故障的恢復(fù)UN