CH10 数据库恢复技术

数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库”。是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。

CH10 数据库恢复技术

• 事务的基本概念
  • 事务
    • 恢复和并发控制的基本单位
    • 用户定义的一个数据库操作序列
    • 事务是恢复和并发控制的基本单位
    • BEGIN TRANSACTION ··· ··· COMMIT（提交：读+更新）
    • BEGIN TRASACTION ··· ··· ROLLBACK（异常终止，回滚到开始状态，即撤销）
  • 事务的ACID特性
    • atomicity 原子性 consistency 一致性 isolation 隔离性 durability 持续性
• 数据库恢复概述
  • 数据库管理系统把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态
  • 恢复操作的基本原理：冗余
• 故障的种类
  • 事务内部的故障（一般指非预期的）
    • 恢复：UNDO（事务撤销） 强行rollback该事务，撤销该事务已做出的修改
  • 系统故障（软故障）
    • 未完成事务的结果部分已写入数据库
      • 所有非正常终止事务回滚，强行撤销所有未完成事务
    • 已完成事务的部分结果未写入数据库
      • 重做（REDO）所有已提交的事务
  • 介质故障
    • 可能性小，破坏性大
  • 计算机病毒
• 恢复的实现技术
  • 数据转储（backup）
    • 静态转储与动态转储
    • 海量转储与增量转储
  • 登记日志文件
    • 以记录为单位的日志文件
    • 以数据块为单位的日志文件
    • 先写日志文件，后写数据库
• 恢复策略
  • 事务故障的恢复
    • ① 反向扫描文件日志，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，即恢复更新前的值 ③ 继续反向扫描，查找该事务的其他更新操作，做同样处理 ④ 直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复完成
  • 系统故障的恢复
    • ① 正向扫描日志文件 - 重做队列（有begin transaction有commit） - 撤销队列（有begin transaction有commit） ② 对UNDO队列事务进行撤销处理 - 反向扫描日志文件，对每个撤销事务的更新操作执行逆操作 ③ 对REDO队列事务进行重做处理 - 正向扫描日志文件，对每个重做事务重新执行等级操作
  • 介质故障的恢复
    • 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 ② 装入有关的日志文件副本，重做已经完成的事务
• 具有检查点的恢复技术
  • ① 从重新开始文件中找到最后一个检查点记录在日志文件中的地址 由该地址在日志文件中找到最后一个检查点记录 ② 由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正在执行的事务清单ACTIVE-LIST - 建立两个事务队列：UNDO-LIST和REDO-LIST - 把ACTIVE-LIST暂时放入UNDO-LIST队列，REDO-LIST暂未空 ③ 从检查点开始正向扫描日志文件，直至日志文件结束： - 如有新开始的事务Ti，把Ti暂时放入UNDO-LIST - 如有COMMIT的事务Tj，把Tj从UNDO-LIST移到REDO-LIST ④ 对UNDO-LIST中每个事务执行UNDO撤销操作 对REDO-LIST中每个事务执行REDO操作
• 数据库镜像
  • 只选择对关键数据和日志文件进行镜像
  • 出现介质故障时： - 可由镜像磁盘继续提供使用 - 同时数据库管理系统自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复 - 不需要关闭系统和重装数据库副本
  • 没有出现故障时： - 可用于并发操作 - 一个用户对数据加排他锁修改数据，其他用户可以读镜像数据库上的内容（不必等待释放锁）