華中科技大學數(shù)據(jù)庫課件第10章數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)

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1、 2011 by1 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by2 An Introduction to Database System 一 、 什 么 是 事 務 事 務 (Transaction)是 用 戶 定 義 的 一 個 獨

2、 立 邏 輯工 作 單 位 的 數(shù) 據(jù) 庫 操 作 序 列 ， 這 些 操 作 要 么全 做 ， 要 么 全 不 做 ， 是 一 個 不 可 分 割 的 工 作單 位 事 務 和 程 序 是 兩 個 概 念 在 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 中 ， 一 個 事 務 可 以 是 一 條 SQL語 句 ，一 組 SQL語 句 或 整 個 程 序 一 個 應 用 程 序 通 常 包 含 多 個 事 務 事 務 是 恢 復 和 并 發(fā) 控 制 的 基 本 單 位10.1 事務的基本概念 2011 by3 An Introduction to Database System 二 、 如 何 定 義 事 務 顯 式

3、 定 義 方 式 BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION SQL 語 句 1 SQL 語 句 1 SQL 語 句 2 SQL 語 句 2 COMMIT ROLLBACK 隱 式 方 式當 用 戶 沒 有 顯 式 地 定 義 事 務 時 ，DBMS按 缺 省 規(guī) 定 自 動 劃 分 事 務10.1 事務的基本概念 2011 by4 An Introduction to Database System 事 務 的 結(jié) 束COMMIT事 務 正 常 結(jié) 束 提 交 事 務 的 所 有 操 作 （ 讀 +更 新 ）事 務 中 所 有 對 數(shù) 據(jù) 庫 的 更 新 永 久

4、生 效ROLLBACK事 務 異 常 終 止 事 務 運 行 的 過 程 中 發(fā) 生 了 故 障 ， 不 能 繼 續(xù) 執(zhí) 行回 滾 事 務 的 所 有 更 新 操 作 事 務 滾 回 到 開 始 時 的 狀 態(tài)10.1 事務的基本概念 2011 by5 An Introduction to Database System 三 、 事 務 的 特 性 (ACID特 性 )事 務 的 ACID特 性 ： 原 子 性 （ Atomicity） 一 致 性 （ Consistency） 隔 離 性 （ Isolation） 持 續(xù) 性 （ Durability ）10.1 事務的基本概念 2011 b

5、y6 An Introduction to Database System 1. 原 子 性 事 務 是 不 可 分 割 的 邏 輯 工 作 單 位 事 務 中 包 括 的 諸 操 作 要 么 都 做 ， 要 么 都 不 做10.1 事務的基本概念 2011 by7 An Introduction to Database System 2. 一 致 性 事 務 執(zhí) 行 的 結(jié) 果 必 須 是 使 數(shù) 據(jù) 庫 從 一 個 一 致 性 狀態(tài) 變 到 另 一 個 一 致 性 狀 態(tài)一 致 性 狀 態(tài) ：數(shù) 據(jù) 庫 中 只 包 含 成 功 事 務 提 交 的 結(jié) 果不 一 致 狀 態(tài) ：數(shù) 據(jù) 庫 中

6、 包 含 失 敗 事 務 的 結(jié) 果10.1 事務的基本概念 2011 by8 An Introduction to Database System 例 ： 銀 行 轉(zhuǎn) 帳 事 務從 帳 戶 A取 出 X元 ， 存 入 帳 戶 B 定 義 一 個 事 務 :Update 存 款 set 金 額 = 金 額 X where 帳 戶 = AUpdate 存 款 set 金 額 = 金 額 + X where 帳 戶 = B 這 兩 個 操 作 要 么 全 做 ， 要 么 全 不 做全做或者全不做，數(shù)據(jù)庫都處于一致性狀態(tài)如果只做一個操作，數(shù)據(jù)庫就處于不一致性狀態(tài)10.1 事務的基本概念 2011 b

7、y9 An Introduction to Database System 3. 隔 離 性對 并 發(fā) 執(zhí) 行 而 言 一 個 事 務 的 執(zhí) 行 不 能 被 其 他 事 務 干 擾 一 個 事 務 內(nèi) 部 的 操 作 及 使 用 的 數(shù) 據(jù) 對 其 他 并 發(fā) 事 務是 隔 離 的 并 發(fā) 執(zhí) 行 的 各 個 事 務 之 間 不 能 互 相 干 擾10.1 事務的基本概念 2011 by10 An Introduction to Database System 下 列 兩 個 并 發(fā) 執(zhí) 行 的 事 務 T1和 T2， 如 按 表 中 所 示 順序 執(zhí) 行 ， 則 事 務 T1的 修 改 被

8、 T2覆 蓋 了 ， 即 T2干 撓 了T1。 違 背 了 事 務 的 隔 離 性 ， 是 錯 誤 的 調(diào) 度 。10.1 事務的基本概念事 務 T1(1) 讀 A=16(2)(3) A=A-1,寫 回 A=15(4) 事 務 T2讀 A=16A=A-3,寫 回 A=13 2011 by11 An Introduction to Database System 4. 持 久 性持 續(xù) 性 也 稱 永 久 性 （ Permanence） 一 個 事 務 一 旦 提 交 ， 它 對 數(shù) 據(jù) 庫 中 數(shù) 據(jù) 的 改 變 就應 該 是 永 久 性 的 。 接 下 來 的 其 他 操 作 或 故 障 不

9、 應 該 對 其 執(zhí) 行 結(jié) 果 有任 何 影 響 。 10.1 事務的基本概念 2011 by12 An Introduction to Database System 保 證 事 務 ACID特 性 是 事 務 處 理 的 任 務 破 壞 事 務 ACID特 性 的 因 素 事 務 在 運 行 過 程 中 被 強 行 停 止 多 個 事 務 并 行 運 行 時 ， 不 同 事 務 的 操作 交 叉 執(zhí) 行 DBMS的 恢 復 機 制 和 并 發(fā) 控 制 機 制 來 保 證10.1 事務的基本概念 2011 by13 An Introduction to Database System 10

10、.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by14 An Introduction to Database System DB恢 復 ： 將 因 破 壞 或 故 障 而 導 致 的 DB數(shù) 據(jù) 的 錯誤 狀 態(tài) 恢 復 到 最 近 一 個 正 確 狀 態(tài) 的 技 術(shù) 。目 標 1、 保 持 事 務 原 子 性

11、 ； 2、 保 持 事 務 持 久 性 。實 現(xiàn)由 DBMS專 門 的 恢 復 子 系 統(tǒng) 完 成 。10.2 數(shù)據(jù)庫恢復概述 2011 by15 An Introduction to Database System 故 障 是 不 可 避 免 的 計 算 機 硬 件 故 障 系 統(tǒng) 軟 件 和 應 用 軟 件 的 錯 誤 操 作 員 的 失 誤 惡 意 的 破 壞 故 障 的 影 響 運 行 事 務 非 正 常 中 斷 破 壞 數(shù) 據(jù) 庫10.2 數(shù)據(jù)庫恢復概述 2011 by16 An Introduction to Database System 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 對 故 障

12、的 對 策 DBMS提 供 恢 復 子 系 統(tǒng) 保 證 故 障 發(fā) 生 后 ， 能 把 數(shù) 據(jù) 庫 中 的 數(shù) 據(jù) 從 錯誤 狀 態(tài) 恢 復 到 某 種 邏 輯 一 致 的 狀 態(tài) 保 證 事 務 ACID 恢 復 技 術(shù) 是 衡 量 系 統(tǒng) 優(yōu) 劣 的 重 要 指 標10.2 數(shù)據(jù)庫恢復概述 2011 by17 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.

13、7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by18 An Introduction to Database System 事 務 故 障 系 統(tǒng) 故 障 介 質(zhì) 故 障 計 算 機 病 毒10.3 故障的種類 2011 by19 An Introduction to Database System 一 、 事 務 故 障 什 么 是 事 務 故 障 某 個 事 務 在 運 行 過 程 中 由 于 種 種 原 因 未 運 行 至 正常 終 止 點 就 夭 折 了 事 務 故 障 的 常 見 原 因 輸 入 數(shù) 據(jù) 有

14、 誤 運 算 溢 出 違 反 了 某 些 完 整 性 限 制 某 些 應 用 程 序 出 錯 并 行 事 務 因 發(fā) 生 死 鎖 而 被 選 中 “ 犧 牲 ”10.3 故障的種類 2011 by20 An Introduction to Database System 事 務 故 障 的 恢 復 發(fā) 生 事 務 故 障 時 ， 夭 折 的 事 務 可 能 已 把 對 數(shù) 據(jù) 庫的 部 分 修 改 寫 回 磁 盤 事 務 故 障 的 恢 復 ： 撤 消 事 務 （ UNDO） 強 行 回 滾 （ ROLLBACK） 該 事 務 清 除 該 事 務 對 數(shù) 據(jù) 庫 的 所 有 修 改 ， 使 得

15、 這 個 事 務象 根 本 沒 有 啟 動 過 一 樣10.3 故障的種類 2011 by21 An Introduction to Database System 二 、 系 統(tǒng) 故 障 什 么 是 系 統(tǒng) 故 障 整 個 系 統(tǒng) 的 正 常 運 行 突 然 被 破 壞 所 有 正 在 運 行 的 事 務 都 非 正 常 終 止 內(nèi) 存 中 數(shù) 據(jù) 庫 緩 沖 區(qū) 的 信 息 全 部 丟 失 外 部 存 儲 設(shè) 備 上 的 數(shù) 據(jù) 未 受 影 響10.3 故障的種類 2011 by22 An Introduction to Database System 系 統(tǒng) 故 障 的 恢 復 清 除

16、尚 未 完 成 的 事 務 對 數(shù) 據(jù) 庫 的 所 有 修 改 系 統(tǒng) 重 新 啟 動 時 ， 恢 復 程 序 要 強 行 撤 消 （ UNDO）所 有 未 完 成 事 務 將 緩 沖 區(qū) 中 已 完 成 事 務 提 交 的 結(jié) 果 寫 入 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 重 新 啟 動 時 ， 恢 復 程 序 需 要 重 做 （ REDO）所 有 已 提 交 的 事 務10.3 故障的種類 2011 by23 An Introduction to Database System 三 、 介 質(zhì) 故 障 硬 件 故 障 使 存 儲 在 外 存 中 的 數(shù) 據(jù) 部 分 丟 失或 全 部 丟 失 介 質(zhì) 故

17、障 比 前 兩 類 故 障 的 可 能 性 小 得 多 ，但 破 壞 性 大 得 多10.3 故障的種類 2011 by24 An Introduction to Database System 介 質(zhì) 故 障 的 恢 復 裝 入 數(shù) 據(jù) 庫 發(fā) 生 介 質(zhì) 故 障 前 某 個 時 刻 的 數(shù) 據(jù)副 本 重 做 自 此 時 始 的 所 有 成 功 事 務 ， 將 這 些 事 務已 提 交 的 結(jié) 果 重 新 記 入 數(shù) 據(jù) 庫10.3 故障的種類 2011 by25 An Introduction to Database System 恢 復 操 作 的 基 本 原 理 ： 冗 余 利 用 存

18、 儲 在 系 統(tǒng) 其 它 地 方 的 冗 余 數(shù) 據(jù) 來 重建 數(shù) 據(jù) 庫 中 已 被 破 壞 或 不 正 確 的 那 部 分 數(shù)據(jù) 冗 余 的 數(shù) 據(jù) ： 備 份 、 日 志 、 鏡 像 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù) ： 復 雜 一 個 大 型 數(shù) 據(jù) 庫 產(chǎn) 品 ， 恢 復 子 系 統(tǒng) 的 代 碼要 占 全 部 代 碼 的 10%以 上10.3 故障的種類 2011 by26 An Introduction to Database System 四 、 計 算 機 病 毒可 能 表 現(xiàn) 為 ： 系 統(tǒng) 故 障 (軟 故 障 ， 僅 系 統(tǒng) 崩 潰 ) 介 質(zhì) 故 障 (硬 故 障 ， 數(shù) 據(jù)

19、 庫 文 件 被 刪 )10.3 故障的種類 2011 by27 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by28 An Introduction to Database System 恢 復 機 制 涉 及 的 關(guān) 鍵 問 題1.

20、如 何 建 立 冗 余 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 儲 （ backup） -備 份登 錄 日 志 文 件 （ logging）2. 如 何 利 用 這 些 冗 余 數(shù) 據(jù) 實 施 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by29 An Introduction to Database System 10.4.1 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 儲10.4.2 登 記 日 志 文 件 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by30 An Introduction to Database System 轉(zhuǎn) 儲 (備 份 )技 術(shù)1 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 與 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲2 海 量 轉(zhuǎn) 儲 與 增 量 轉(zhuǎn) 儲3 轉(zhuǎn)

21、儲 方 法 小 結(jié) 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by31 An Introduction to Database System 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 在 系 統(tǒng) 中 無 運 行 事 務 時 進 行 轉(zhuǎn) 儲 轉(zhuǎn) 儲 開 始 時 數(shù) 據(jù) 庫 處 于 一 致 性 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 期 間 不 允 許 對 數(shù) 據(jù) 庫 的 任 何 存 取 、 修 改活 動 優(yōu) 點 ： 實 現(xiàn) 簡 單 缺 點 ： 降 低 了 數(shù) 據(jù) 庫 的 可 用 性 轉(zhuǎn) 儲 必 須 等 用 戶 事 務 結(jié) 束 新 的 事 務 必 須 等 轉(zhuǎn) 儲 結(jié) 束 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by32 An Introduction to

22、 Database System 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 轉(zhuǎn) 儲 操 作 與 用 戶 事 務 并 發(fā) 進 行 轉(zhuǎn) 儲 期 間 允 許 對 數(shù) 據(jù) 庫 進 行 存 取 或 修 改 優(yōu) 點 不 用 等 待 正 在 運 行 的 用 戶 事 務 結(jié) 束 不 會 影 響 新 事 務 的 運 行 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 的 缺 點 不 能 保 證 副 本 中 的 數(shù) 據(jù) 正 確 有 效 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by33 An Introduction to Database System 利 用 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 得 到 的 副 本 進 行 故 障 恢 復 需要 把 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 期 間 各 事 務 對 數(shù)

23、據(jù) 庫 的 修 改活 動 登 記 下 來 ， 建 立 日 志 文 件 后 備 副 本 加 上 日 志 文 件 才 能 把 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復到 某 一 時 刻 的 正 確 狀 態(tài)10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by34 An Introduction to Database System 海 量 轉(zhuǎn) 儲 與 增 量 轉(zhuǎn) 儲 海 量 轉(zhuǎn) 儲 : 每 次 轉(zhuǎn) 儲 全 部 數(shù) 據(jù) 庫 增 量 轉(zhuǎn) 儲 : 只 轉(zhuǎn) 儲 上 次 轉(zhuǎn) 儲 后 更 新 過 的 數(shù) 據(jù) 海 量 轉(zhuǎn) 儲 與 增 量 轉(zhuǎn) 儲 比 較 從 恢 復 角 度 看 ， 使 用 海 量 轉(zhuǎn) 儲 得 到 的 后 備 副 本 進行 恢 復

24、往 往 更 方 便 但 如 果 數(shù) 據(jù) 庫 很 大 ， 事 務 處 理 又 十 分 頻 繁 ， 則 增量 轉(zhuǎn) 儲 方 式 更 實 用 更 有 效10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by35 An Introduction to Database System 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn) 儲 狀 態(tài)動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲轉(zhuǎn) 儲方 式 海 量 轉(zhuǎn) 儲 動 態(tài) 海 量 轉(zhuǎn) 儲 靜 態(tài) 海 量 轉(zhuǎn) 儲增 量 轉(zhuǎn) 儲 動 態(tài) 增 量 轉(zhuǎn) 儲 靜 態(tài) 增 量 轉(zhuǎn) 儲 2011 by36 An Introduction to Database System 10.4.1 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 儲10.4.2

25、登 記 日 志 文 件 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by37 An Introduction to Database System 日 志 文 件1 日 志 文 件 的 內(nèi) 容2 日 志 文 件 的 用 途3 登 記 日 志 文 件 的 原 則 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by38 An Introduction to Database System 一 、 日 志 文 件 的 內(nèi) 容1. 什 么 是 日 志 文 件日 志 文 件 (log)是 用 來 記 錄 事 務 對 數(shù) 據(jù) 庫 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

26、 文 件以 數(shù) 據(jù) 塊 為 單 位 的 日 志 文 件 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by39 An Introduction to Database System 3. 日 志 文 件 的 內(nèi) 容 各 個 事 務 的 開 始 標 記 (BEGIN TRANSACTION) 各 個 事 務 的 結(jié) 束 標 記 (COMMIT或 ROLLBACK) 各 個 事 務 的 所 有 更 新 操 作 與 事 務 有 關(guān) 的 內(nèi) 部 更 新 操 作作 為 日 志 文 件 中 的 一 個 日 志 記 錄 (log record)10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by40 An Introductio

27、n to Database System 4. 基 于 記 錄 的 日 志 文 件每 條 日 志 記 錄 的 內(nèi) 容 事 務 標 識 操 作 類 型 （ 插 入 、 刪 除 或 修 改 ） 操 作 對 象 （ 記 錄 ID、 Block NO.） 更 新 前 數(shù) 據(jù) 的 舊 值 （ 對 插 入 操 作 而 言 ,此 項 為 空 值 ） 更 新 后 數(shù) 據(jù) 的 新 值 （ 對 刪 除 操 作 而 言 , 此 項 為 空 值 ）10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by41 An Introduction to Database System 5. 基 于 數(shù) 據(jù) 塊 的 日 志 文 件每 條 日

28、志 記 錄 的 內(nèi) 容 事 務 標 識 （ 標 明 是 那 個 事 務 ） 操 作 對 象 （ 記 錄 ID、 Block NO.） 更 新 前 數(shù) 據(jù) 所 在 的 整 個 數(shù) 據(jù) 塊 的 值 （ 對 插 入 操 作而 言 ， 此 項 為 空 值 ） 更 新 后 整 個 數(shù) 據(jù) 塊 的 值 （ 對 刪 除 操 作 而 言 , 此 項 為空 值 ） 10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by42 An Introduction to Database System 二 、 日 志 文 件 的 作 用1. 用 途 進 行 事 務 故 障 恢 復 進 行 系 統(tǒng) 故 障 恢 復 協(xié) 助 后 備 副 本

29、 進 行 介 質(zhì) 故 障 恢 復10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by43 An Introduction to Database System 2. 與 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 后 備 副 本 配 合 進 行 介 質(zhì) 故 障 恢 復 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 的 數(shù) 據(jù) 已 是 一 致 性 的 數(shù) 據(jù) 如 果 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 完 成 后 ， 仍 能 定 期 轉(zhuǎn) 儲 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 已 完 成 的 事 務 進 行 重 做 處 理 這 樣 不 必 重 新 運 行 那 些 已 完 成 的 事 務 程

30、 序 就 可 把數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 到 故 障 前 某 一 時 刻 的 正 確 狀 態(tài)10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by44 An Introduction to Database System 3.介 質(zhì) 故 障 恢 復 ： LOG FILE + 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 后 備 副 本 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 數(shù) 據(jù) 庫 ： 同 時 轉(zhuǎn) 儲 同 一 時 點 的 日 志 文 件 后 備 副 本 與 該 日 志 文 件 結(jié) 合 起 來 才 能 將 數(shù) 據(jù) 庫 恢復 到 一 致 性 狀 態(tài) 。 利 用 這 些 日 志 文 件 副 本 進 一 步 恢 復 事 務 ， 避 免 重新 運 行 事 務 程 序 。1

31、0.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by45 An Introduction to Database System 三 、 登 錄 日 志 文 件 的 原 則 登 記 的 次 序 嚴 格 按 并 行 事 務 執(zhí) 行 的 時 間 次 序 必 須 先 寫 日 志 文 件 ， 后 寫 數(shù) 據(jù) 庫10.4 恢復的實現(xiàn)技術(shù) 2011 by46 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢

32、 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by47 An Introduction to Database System 10.5.1 事 務 故 障 的 恢 復10.5.2 系 統(tǒng) 故 障 的 恢 復10.5.3 介 質(zhì) 故 障 的 恢 復10.5 恢復的策略 2011 by48 An Introduction to Database System 10.5.1 事 務 故 障 的 恢 復 事 務 故 障 ： 事 務 在 運 行 至 正 常 終 止 點 前 被 中 止 恢 復 方 法 由 恢 復

33、 子 系 統(tǒng) 應 利 用 日 志 文 件 撤 消 （ UNDO） 此事 務 已 對 數(shù) 據(jù) 庫 進 行 的 修 改 事 務 故 障 的 恢 復 由 系 統(tǒng) 自 動 完 成 ， 不 需 要 用 戶 干 預10.5 恢復的策略 2011 by49 An Introduction to Database System 事 務 故 障 的 恢 復 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 的 更 新 操 作 。2. 對 該 事 務 的 更 新 操 作 執(zhí) 行 逆 操 作 。 即 將 日 志 記 錄 中“ 更 新 前 的 值

34、 ” （ Befor Image, BI） 寫 入 數(shù) 據(jù) 庫 。 插 入 操 作 ， “ 更 新 前 的 值 ” 為 空 ， 則 相 當 于 做 刪 除 操 作 刪 除 操 作 ， “ 更 新 后 的 值 ” 為 空 ， 則 相 當 于 做 插 入 操 作 若 是 修 改 操 作 ， 則 用 BI 代 替 AI（ After Image）3. 繼 續(xù) 反 掃 描 ， 對 下 一 個 更 新 操 作 作 同 樣 處 理 。4. 只 到 讀 到 此 事 務 的 開 始 標 記 。10.5 恢復的策略 2011 by50 An Introduction to Database System 10.

35、5.2 系 統(tǒng) 故 障 的 恢 復 系 統(tǒng) 故 障 造 成 數(shù) 據(jù) 庫 不 一 致 狀 態(tài) 的 原 因 一 些 未 完 成 事 務 對 數(shù) 據(jù) 庫 的 更 新 已 寫 入 數(shù) 據(jù) 庫 一 些 已 提 交 事 務 對 數(shù) 據(jù) 庫 的 更 新 還 留 在 緩 沖 區(qū) 沒來 得 及 寫 入 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 方 法 1. Undo 故 障 發(fā) 生 時 未 完 成 的 事 務 2. Redo 已 完 成 的 事 務 系 統(tǒng) 故 障 的 恢 復 由 系 統(tǒng) 在 重 新 啟 動 時 自 動 完 成 ， 不需 要 用 戶 干 預10.5 恢復的策略 2011 by51 An Introduction to

36、 Database System 系 統(tǒng) 故 障 的 恢 復 步 驟1.正 向 掃 描 日 志 文 件 （ 即 從 頭 掃 描 日 志 文 件 ） Redo隊 列 : 在 故 障 發(fā) 生 前 已 經(jīng) 提 交 的 事 務 Undo隊 列 :故 障 發(fā) 生 時 尚 未 完 成 的 事 務2. 對 Undo隊 列 事 務 進 行 UNDO處 理反 向 掃 描 日 志 文 件 ， 對 每 個 UNDO事 務 的 更 新 操 作執(zhí) 行 逆 操 作3. 對 Redo隊 列 事 務 進 行 REDO處 理正 向 掃 描 日 志 文 件 ， 對 每 個 REDO事 務 重 新 執(zhí) 行 登 記的 操 作 10.

37、5 恢復的策略 2011 by52 An Introduction to Database System 10.5.3 介 質(zhì) 故 障 的 恢 復1. 重 裝 數(shù) 據(jù) 庫 ， 使 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 到 一 致 性 狀 態(tài)2. 重 做 已 完 成 的 事 務10.5 恢復的策略 2011 by53 An Introduction to Database System 介 質(zhì) 故 障 的 恢 復 步 驟1. 裝 入 最 新 的 后 備 數(shù) 據(jù) 庫 副 本 ， 使 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 到 最 近一 次 轉(zhuǎn) 儲 時 的 一 致 性 狀 態(tài) 。 對 于 靜 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 的 數(shù) 據(jù) 庫 副 本 ， 裝

38、入 后 數(shù) 據(jù) 庫 即 處于 一 致 性 狀 態(tài) 對 于 動 態(tài) 轉(zhuǎn) 儲 的 數(shù) 據(jù) 庫 副 本 ， 還 須 同 時 裝 入 轉(zhuǎn) 儲時 刻 的 日 志 文 件 副 本 ， 利 用 與 恢 復 系 統(tǒng) 故 障 相 同的 方 法 （ 即 REDO+UNDO） ， 才 能 將 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復到 一 致 性 狀 態(tài) 。10.5 恢復的策略 2011 by54 An Introduction to Database System 介 質(zhì) 故 障 的 恢 復 步 驟 (續(xù) )2. 裝 入 有 關(guān) 的 日 志 文 件 副 本 ， 重 做 已 完 成 的 事 務 。 首 先 掃 描 日 志 文 件 ， 找

39、 出 故 障 發(fā) 生 時 已 提 交 的 事務 的 標 識 ， 將 其 記 入 重 做 (REDO)隊 列 。 然 后 正 向 掃 描 日 志 文 件 ， 對 重 做 隊 列 中 的 所 有 事務 進 行 重 做 處 理 。 即 將 日 志 記 錄 中 “ 更 新 后 的 值 ”寫 入 數(shù) 據(jù) 庫 。介 質(zhì) 故 障 的 恢 復 需 要 DBA介 入10.5 恢復的策略 2011 by55 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)1

40、0.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by56 An Introduction to Database System 一 、 問 題 的 提 出二 、 檢 查 點 技 術(shù)三 、 利 用 檢 查 點 的 恢 復 策 略10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by57 An Introduction to Database System 一 、 問 題 的 提 出 兩 個 問 題 搜 索 整 個 日 志 將 耗 費 大 量 的 時 間 R

41、EDO處 理 ： 重 新 執(zhí) 行 ， 浪 費 了 大 量 時 間 具 有 檢 查 點 （ checkpoint） 的 恢 復 技 術(shù) 在 日 志 文 件 中 增 加 檢 查 點 記 錄 （ checkpoint） 增 加 重 新 開 始 文 件 恢 復 子 系 統(tǒng) 在 登 錄 日 志 文 件 期 間 動 態(tài) 地 維 護 日 志10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by58 An Introduction to Database System 10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by59 An Introduction to Database System 二 、 檢 查 點 技 術(shù)

42、檢 查 點 記 錄 的 內(nèi) 容 1. 建 立 檢 查 點 時 刻 所 有 正 在 執(zhí) 行 的 事 務 清 單 2. 這 些 事 務 最 近 一 個 日 志 記 錄 的 地 址 重 新 開 始 文 件 的 內(nèi) 容 記 錄 各 個 檢 查 點 記 錄 在 日 志 文 件 中 的 地 址10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by60 An Introduction to Database System 在 檢 查 點 如 何 維 護 日 志 文 件1.將 當 前 日 志 緩 沖 區(qū) 中 的 所 有 日 志 記 錄 寫 入 磁 盤 的 日志 文 件 上 。2.在 日 志 文 件 中 寫 入 一 個

43、 檢 查 點 記 錄 。3. 將 當 前 數(shù) 據(jù) 緩 沖 區(qū) 的 所 有 數(shù) 據(jù) 記 錄 寫 入 磁 盤 的 數(shù) 據(jù)庫 中 。4. 把 檢 查 點 記 錄 在 日 志 文 件 中 的 地 址 寫 入 一 個 重 新 開始 文 件 。10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by61 An Introduction to Database System 三 、 利 用 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù) 當 事 務 T在 一 個 檢 查 點 之 前 提 交 T對 數(shù) 據(jù) 庫 所 做 的 修 改 已 寫 入 數(shù) 據(jù) 庫 在 進 行 恢 復 處 理 時 ， 沒 有 必 要 對 事 務 T執(zhí) 行REDO操

44、 作10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by62 An Introduction to Database System 10.6 具有檢查點的恢復技術(shù)Tc (檢 查 點 ) Tf(系 統(tǒng) 故 障 ) REDO UNDOUNDO REDOT2 T3 T 4 T5不 要 REDOT1 2011 by63 An Introduction to Database System 利 用 檢 查 點 的 恢 復 步 驟1. 從 重 新 開 始 文 件 中 找 到 最 后 一 個 檢 查 點 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 檢

45、 查 點 記 錄2. 由 該 檢 查 點 記 錄 得 到 檢 查 點 建 立 時 刻 所 有 正 在 執(zhí) 行的 事 務 清 單 ACTIVE-LIST 建 立 兩 個 事 務 隊 列 UNDO-LIST REDO-LIST 把 ACTIVE-LIST暫 時 放 入 UNDO-LIST隊 列 ，REDO隊 列 暫 為 空 。10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by64 An Introduction to Database System 利 用 檢 查 點 的 恢 復 步 驟 (續(xù) )3. 從 檢 查 點 開 始 正 向 掃 描 日 志 文 件 ， 直 到 日 志文 件 結(jié) 束 如 有 新

46、 開 始 的 事 務 Ti， 把 Ti暫 時 放 入UNDO-LIST隊 列 如 有 提 交 的 事 務 Tj， 把 Tj從 UNDO-LIST隊列 移 到 REDO-LIST隊 列4. 對 UNDO-LIST中 的 每 個 事 務 執(zhí) 行 UNDO操作 , 對 REDO-LIST中 的 每 個 事 務 執(zhí) 行 REDO操 作10.6 具有檢查點的恢復技術(shù) 2011 by65 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢

47、復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by66 An Introduction to Database System 10.7 數(shù)據(jù)庫鏡像 介 質(zhì) 故 障 是 對 系 統(tǒng) 影 響 最 為 嚴 重 的 一 種 故 障 ，嚴 重 影 響 數(shù) 據(jù) 庫 的 可 用 性 介 質(zhì) 故 障 恢 復 比 較 費 時 為 預 防 介 質(zhì) 故 障 ， DBA必 須 周 期 性 地 轉(zhuǎn) 儲 數(shù) 據(jù) 庫 提 高 數(shù) 據(jù) 庫 可 用 性 的 解 決 方 案 數(shù) 據(jù) 庫 鏡

48、像 （ Mirror） 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像 DBMS自 動 把 整 個 數(shù) 據(jù) 庫 或 其 中 的 關(guān) 鍵 數(shù) 據(jù) 復 制到 另 一 個 磁 盤 上 DBMS自 動 保 證 鏡 像 數(shù) 據(jù) 與 主 數(shù) 據(jù) 的 一 致 性 2011 by67 An Introduction to Database System 10.7 數(shù)據(jù)庫鏡像鏡 像 的 作 用 出 現(xiàn) 介 質(zhì) 故 障 時 DBMS自 動 利 用 鏡 像 磁 盤 數(shù) 據(jù) 進 行 數(shù) 據(jù) 庫 的 恢 復 ，不 需 要 關(guān) 閉 系 統(tǒng) 和 重 裝 數(shù) 據(jù) 庫 副 本 (圖 7.5b) 沒 有 出 現(xiàn) 故 障 時 可 用 于 并 發(fā) 操 作 (圖

49、 7.5a)； 一 個 用 戶 對 數(shù) 據(jù) 加 排 他鎖 修 改 數(shù) 據(jù) ， 其 他 用 戶 可 以 讀 鏡 像 數(shù) 據(jù) 庫 上 的 數(shù)據(jù) 2011 by68 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的 恢 復 技 術(shù)10.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by69 An Introduct

50、ion to Database System 10.8 SQL Server的恢復技術(shù) 恢 復 模 式 簡 單 恢 復 (Simple Recovery) 完 全 恢 復 (Full Recovery) 批 量 恢 復 (Bulk-Logged Recovery) 備 份 機 制 數(shù) 據(jù) 庫 備 份 日 志 備 份 差 異 備 份 文 件 及 文 件 組 備 份 2011 by70 An Introduction to Database System 10.8 SQL Server的恢復技術(shù) 演 示 SQL Server的 恢 復 技 術(shù) 1. 創(chuàng) 建 數(shù) 據(jù) 庫 、 創(chuàng) 建 表 、 創(chuàng) 建

51、備 份 設(shè) 備 2. 在 表 中 加 入 行 (執(zhí) 行 事 務 操 作 ) 3. 備 份 數(shù) 據(jù) 庫 4. 向 該 表 追 加 若 干 行 5. 備 份 事 務 日 志 6. 再 向 該 表 中 加 入 若 干 行 7. 人 為 制 造 故 障 (Stop服 務 器 后 ， 刪 除 數(shù) 據(jù) 庫 文件 ， 再 Restart) 8. 恢 復 到 故 障 點 2011 by71 An Introduction to Database System 10.8 SQL Server的恢復技術(shù) 1. 建 表 、 備 份 設(shè) 備create table t(no int not null primary

52、key, moment datetime)EXEC sp_addumpdevice disk, mydiskdump, c:demodump1.bakEXEC sp_addumpdevice disk, mylogdump, c:demodump2.bak 2. 在 表 中 加 入 行 (執(zhí) 行 事 務 操 作 )declare i intselect i = 1while i = 3 begin insert into t values (i, cast(getdate() as char(20) select i = i + 1end 2011 by72 An Introduction t

53、o Database System 10.8 SQL Server的恢復技術(shù) 3. 備 份 數(shù) 據(jù) 庫backup database example to mydiskdump 4. 向 該 表 追 加 若 干 行參 考 2,再 添 第 4-至 第 7行 數(shù) 據(jù) 差 異 備 份 *BACKUP DATABASE example TO MyDiskDump WITH DIFFERENTIAL(僅 作 示 范 ， 本 例 恢 復 時 未 用 此 數(shù) 據(jù) ) 5. 備 份 事 務 日 志BACKUP LOG example TO MyLogDump1 6. 再 向 該 表 中 加 入 若 干 行 7

54、. 人 為 制 造 故 障 (Stop服 務 器 后 ， 刪 除 數(shù) 據(jù) 庫 文 件 ， 再 Restart) 2011 by73 An Introduction to Database System 10.8 SQL Server的恢復技術(shù) 8. 恢 復 到 故 障 點-備 份 活 動 日 志BACKUP LOG example TO MyLogDump2 WITH NO_TRUNCATE- 還 原 最 新 的 一 份 備 份RESTORE DATABASE example FROM MyDiskDump WITH NORECOVERY- 依 次 恢 復 每 個 備 份 日 志RESTORE

55、 LOG example FROM MyLogDump1 WITH NORECOVERY- 恢 復 最 新 備 份 的 事 務 日 志 . RESTORE LOG example FROM MyLogDump2 WITH RECOVERY 2011 by74 An Introduction to Database System 10.1 事 務 的 基 本 概 念10.2 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復 概 述10.3 故 障 的 種 類10.4 恢 復 的 實 現(xiàn) 技 術(shù)10.5 恢 復 策 略10.6 具 有 檢 查 點 的 恢 復 技 術(shù)10.7 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像10.8 SQL Server的

56、恢 復 技 術(shù)7.9 小 結(jié)第10章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù) 2011 by75 An Introduction to Database System 10.9 小結(jié) 如 果 數(shù) 據(jù) 庫 只 包 含 成 功 事 務 提 交 的 結(jié) 果 ， 就 說 數(shù) 據(jù)庫 處 于 一 致 性 狀 態(tài) 。 保 證 數(shù) 據(jù) 一 致 性 是 對 數(shù) 據(jù) 庫 的最 基 本 的 要 求 。 事 務 是 數(shù) 據(jù) 庫 的 邏 輯 工 作 單 位DBMS保 證 系 統(tǒng) 中 一 切 事 務 的 原 子 性 、 一 致 性 、 隔離 性 和 持 續(xù) 性 DBMS必 須 對 事 務 故 障 、 系 統(tǒng) 故 障 和 介 質(zhì) 故 障 進 行恢

57、 復 恢 復 中 最 經(jīng) 常 使 用 的 技 術(shù) ： 數(shù) 據(jù) 庫 轉(zhuǎn) 儲 和 登 記 日 志文 件 恢 復 的 基 本 原 理 ： 利 用 存 儲 在 后 備 副 本 、 日 志 文 件和 數(shù) 據(jù) 庫 鏡 像 中 的 冗 余 數(shù) 據(jù) 來 重 建 數(shù) 據(jù) 庫 2011 by76 An Introduction to Database System 10.9 小結(jié) 常 用 的 恢 復 技 術(shù) ： 事 務 故 障 的 恢 復 UNDO 系 統(tǒng) 故 障 的 恢 復 UNDO + REDO 介 質(zhì) 故 障 的 恢 復重裝備份并恢復到一致性狀態(tài) + REDO 2011 by77 An Introducti

58、on to Database System 10.9 小結(jié) 提 高 恢 復 效 率 的 技 術(shù) 檢 查 點 技 術(shù)可以提高系統(tǒng)故障的恢復效率可以在一定程度上提高利用動態(tài)轉(zhuǎn)儲備份進行介質(zhì)故障恢復的效率 鏡 像 技 術(shù)鏡像技術(shù)可以改善介質(zhì)故障的恢復效率 SQL Server的 恢 復 技 術(shù) 簡 單 /完 全 /批 量 恢 復 模 式 數(shù) 據(jù) 庫 /日 志 /差 異 備 份 2011 by78 An Introduction to Database System 第10章書面作業(yè)P289習 題1,5,7,8,9 2011 by79 An Introduction to Database System 再 見