第六章数据保护数据恢复.ppt

6.4数据库备份与恢复数据库备份与恢复6.4.1数据库恢复概述数据库恢复概述n故障是不可避免的故障是不可避免的n计算机硬件故障计算机硬件故障n系统软件和应用软件的错误系统软件和应用软件的错误n操作员的失误操作员的失误n恶意的破坏恶意的破坏n故障的影响故障的影响n运行事务非正常中断，影响数据的正确性运行事务非正常中断，影响数据的正确性n破坏数据库，全部或部分数据丢失破坏数据库，全部或部分数据丢失2024/5/11 周六1n数据库管理系统对故障的对策数据库管理系统对故障的对策nDBMS提供恢复子系统提供恢复子系统n保证故障发生后，能把数据库中的数据从错误保证故障发生后，能把数据库中的数据从错误状态恢复到某一已知的正确状态状态恢复到某一已知的正确状态(一致状态或一致状态或完整状态完整状态)n保证事务保证事务ACIDn恢复技术是衡量系统优劣的重要指标恢复技术是衡量系统优劣的重要指标2024/5/11 周六26.4.2故障的种类故障的种类一、一、事务故障事务故障n某个事务在运行过程中由于种种原因，未能运行某个事务在运行过程中由于种种原因，未能运行至正常终止点就夭折了。至正常终止点就夭折了。2024/5/11 周六3n事务故障分为两类事务故障分为两类n可预料的可预料的n可通过事务程序本身发现可通过事务程序本身发现例：银行转帐事务例：银行转帐事务n不可预料的不可预料的n事务没有在预定的结束点结束而引起的故障事务没有在预定的结束点结束而引起的故障n运算溢出运算溢出n并发事务发生死锁而被选中撤销该事务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等违反了某些完整性限制等2024/5/11 周六4BEGIN TRANSACTION 读账户甲的余额读账户甲的余额BALANCE；BALANCE=BALANCE-AMOUNT；(AMOUNT 为转账金额为转账金额)写回写回BALANCE；IF(BALANCE 0)THEN 打印打印金额不足，不能转账金额不足，不能转账；ROLLBACK；(撤销刚才的修改，恢复事务撤销刚才的修改，恢复事务)ELSE 读账户乙的余额读账户乙的余额BALANCE1；BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT；写回写回BALANCE1；COMMIT；2024/5/11 周六5n事务内部更多的故障是不可预料的事务内部更多的故障是不可预料的n事务故障仅指这类事务故障仅指这类不可预料的故障不可预料的故障2024/5/11 周六6n发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数据库发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数据库的部分修改写回磁盘的部分修改写回磁盘n事务故障的恢复事务故障的恢复n撤消事务（撤消事务（UNDO）n强行回滚（强行回滚（ROLLBACK）该事务，清除该）该事务，清除该事务对数据库的所有修改，使得这个事务象事务对数据库的所有修改，使得这个事务象根本没有启动过一样根本没有启动过一样2024/5/11 周六7二、二、系统故障系统故障(软故障软故障)n造成系统停止运转的任何事件，使得系统要重造成系统停止运转的任何事件，使得系统要重新启动。新启动。n整个系统的正常运行突然被破坏整个系统的正常运行突然被破坏n所有正在运行的事务都非正常终止所有正在运行的事务都非正常终止n内存中数据库缓冲区的信息全部丢失内存中数据库缓冲区的信息全部丢失n外部存储设备上的数据未受影响外部存储设备上的数据未受影响2024/5/11 周六8n系统故障的常见原因系统故障的常见原因n操作系统或操作系统或DBMS代码错误代码错误n操作员操作失误操作员操作失误n特定类型的硬件错误（如特定类型的硬件错误（如CPU故障）故障）n突然停电突然停电2024/5/11 周六9n系统故障的恢复系统故障的恢复n发生系统故障时，事务发生系统故障时，事务未提交未提交n系统重新启动时，恢复程序系统重新启动时，恢复程序强行撤消强行撤消（UNDO）所有未完成事务）所有未完成事务n发生系统故障时，事务发生系统故障时，事务已提交已提交，但缓冲区中的信，但缓冲区中的信息尚未完全写回到磁盘上。息尚未完全写回到磁盘上。n系统重新启动时，恢复程序系统重新启动时，恢复程序重做重做（REDO）所）所有已提交的事务有已提交的事务2024/5/11 周六10三、三、介质故障介质故障(硬故障硬故障)n外存故障外存故障n硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失。部丢失。n介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性大得多坏性大得多2024/5/11 周六11n介质故障的常见原因介质故障的常见原因n硬件故障硬件故障n磁盘损坏磁盘损坏n磁头碰撞磁头碰撞n操作系统的某种潜在错误操作系统的某种潜在错误n瞬时强磁场干扰瞬时强磁场干扰2024/5/11 周六12n介质故障的恢复介质故障的恢复n装入装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本副本n重做重做自此时始的所有成功事务，将这些事务已提自此时始的所有成功事务，将这些事务已提交的结果重新记入数据库交的结果重新记入数据库2024/5/11 周六13四、四、计算机病毒计算机病毒n一种人为的故障或破坏，是一些恶作剧者研制一种人为的故障或破坏，是一些恶作剧者研制的一种计算机程序的一种计算机程序n可以繁殖和传播可以繁殖和传播n危害危害n破坏、盗窃系统中的数据破坏、盗窃系统中的数据n破坏系统文件破坏系统文件2024/5/11 周六14n各类故障，对数据库的影响有两种可能性各类故障，对数据库的影响有两种可能性n数据库本身被破坏数据库本身被破坏n数据库没有被破坏，但数据可能不正确，这是数据库没有被破坏，但数据可能不正确，这是由于事务的运行被非正常终止造成的。由于事务的运行被非正常终止造成的。2024/5/11 周六156.4.3恢复的实现技术恢复的实现技术n恢复操作的基本原理恢复操作的基本原理n冗余冗余n利用存储在系统其它地方的冗余数据来重建数利用存储在系统其它地方的冗余数据来重建数据库中已被破坏或不正确的那部分数据据库中已被破坏或不正确的那部分数据n恢复的实现技术恢复的实现技术n复杂复杂n一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部代码的全部代码的10%以上以上2024/5/11 周六16n恢复机制涉及的关键问题恢复机制涉及的关键问题1.如何建立冗余数据如何建立冗余数据n数据转储（数据转储（backup）n登录日志文件（登录日志文件（logging）2.如何利用这些冗余数据实施数据库恢复如何利用这些冗余数据实施数据库恢复2024/5/11 周六176.4.3.1数据转储数据转储一、数据转储一、数据转储n数据转储数据转储：DBA将整个数据库复制到磁带或另一将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。个磁盘上保存起来的过程。n这些备用的数据文本称为这些备用的数据文本称为后备副本后备副本或或后援副本后援副本。2024/5/11 周六18二、转储的作用二、转储的作用n转储是数据库恢复中采用的基本技术。转储是数据库恢复中采用的基本技术。n一旦系统发生介质故障，数据库遭到破坏，可将一旦系统发生介质故障，数据库遭到破坏，可将后备副本重新装入，把数据库恢复起来。后备副本重新装入，把数据库恢复起来。n重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态，重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态，要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运行自要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运行自转储以后的所有更新事务。转储以后的所有更新事务。2024/5/11 周六19 故障发生点故障发生点 转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 重新运行事务重新运行事务恢复恢复 2024/5/11 周六20三、转储方法三、转储方法1静态转储与动态转储静态转储与动态转储n静态转储静态转储n在系统中无运行事务时进行转储在系统中无运行事务时进行转储n转储开始时数据库处于一致性状态转储开始时数据库处于一致性状态n转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动2024/5/11 周六21n优点优点n实现简单实现简单n缺点缺点n降低了数据库的可用性降低了数据库的可用性n转储必须等用户事务结束转储必须等用户事务结束n新的事务必须等转储结束新的事务必须等转储结束2024/5/11 周六22n利用静态转储副本进行恢复利用静态转储副本进行恢复 故障发生点故障发生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 2024/5/11 周六23n利用静态转储副本进行恢复利用静态转储副本进行恢复 运运行行事事务务 故障发生点故障发生点 动态动态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf重装后备副本重装后备副本 利用日志文件恢复利用日志文件恢复恢复恢复 2024/5/11 周六24n动态转储动态转储n转储操作与用户事务并发进行转储操作与用户事务并发进行n转储期间允许对数据库进行存取或修改转储期间允许对数据库进行存取或修改n优点优点n不用等待正在运行的用户事务结束不用等待正在运行的用户事务结束n不会影响新事务的运行不会影响新事务的运行n缺点缺点n不能保证副本中的数据正确有效不能保证副本中的数据正确有效例：在转储期间的某个时刻例：在转储期间的某个时刻Tc，系统把数据，系统把数据A=100转储转储到磁带上，而在下一时刻到磁带上，而在下一时刻Td，某一事务将，某一事务将A改为改为200。转储结束后，后备副本上的转储结束后，后备副本上的A已是过时的数据了。已是过时的数据了。2024/5/11 周六25n利用动态转储得到的副本进行故障恢复利用动态转储得到的副本进行故障恢复n需要把动态转储期间各事务对数据库的修改活需要把动态转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来，建立日志文件动登记下来，建立日志文件n后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某一时刻的正确状态一时刻的正确状态2024/5/11 周六26n利用动态转储副本进行恢复利用动态转储副本进行恢复 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态2024/5/11 周六272海量转储与增量转储海量转储与增量转储n海量转储海量转储：每次转储全部数据库。：每次转储全部数据库。n增量转储增量转储：只转储上次转储后更新过的数据。：只转储上次转储后更新过的数据。n海量转储与增量转储比较海量转储与增量转储比较n从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本进行恢复往往更方便进行恢复往往更方便n如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用更有效量转储方式更实用更有效2024/5/11 周六283转储方法小结转储方法小结n转储方法分类转储方法分类转储状态转储状态动态转储动态转储静态转储静态转储转储转储方式方式海量转储海量转储动态海量转储动态海量转储静态海量转储静态海量转储增量转储增量转储动态增量转储动态增量转储静态增量转储静态增量转储2024/5/11 周六29n转储策略转储策略n应定期进行数据转储，制作后备副本。应定期进行数据转储，制作后备副本。n转储是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。转储是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。nDBA应该根据数据库使用情况确定适当的转储应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期和转储方法。周期和转储方法。例：例：n每天晚上进行动态增量转储每天晚上进行动态增量转储n每周进行一次动态海量转储每周进行一次动态海量转储n每月进行一次静态海量转储每月进行一次静态海量转储2024/5/11 周六306.4.3.2登记日志文件登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容1.日志文件日志文件(log)n用来记录事务对数据库的更新操作的文件。用来记录事务对数据库的更新操作的文件。2.日志文件的格式日志文件的格式n以记录为单位的日志文件以记录为单位的日志文件n以数据块为单位的日志文件以数据块为单位的日志文件2024/5/11 周六313.日志文件内容日志文件内容n以记录为单位的日志文件内容以记录为单位的日志文件内容n各个事务的开始标记各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)n各个事务的结束标记各个事务的结束标记(COMMIT或或ROLLBACK)n各个事务的所有更新操作各个事务的所有更新操作n与与事务有关的内部更新操作事务有关的内部更新操作n以上为日志文件中的一个日志记录以上为日志文件中的一个日志记录(log record)2024/5/11 周六324.基于记录的日志文件基于记录的日志文件n每条日志记录的内容每条日志记录的内容n事务标识事务标识n操作类型（插入、删除或修改）操作类型（插入、删除或修改）n操作对象（记录操作对象（记录ID、Block NO.）n更新前数据的旧值（对插入操作而言，此项为更新前数据的旧值（对插入操作而言，此项为空值）空值）n更新后数据的新值（对删除操作而言更新后数据的新值（对删除操作而言,此项为此项为空值）空值）2024/5/11 周六335.基于数据块的日志文件基于数据块的日志文件n每条日志记录的内容每条日志记录的内容n事务标识（标明是那个事务）事务标识（标明是那个事务）n操作对象（记录操作对象（记录ID、Block NO.）n更新前数据所在的整个数据块的值（对插入操更新前数据所在的整个数据块的值（对插入操作而言，此项为空值）作而言，此项为空值）n更新后整个数据块的值（对删除操作而言更新后整个数据块的值（对删除操作而言,此此项为空值）项为空值）2024/5/11 周六34二、日志文件的用途二、日志文件的用途1用途用途n进行事务故障恢复进行事务故障恢复n进行系统故障恢复进行系统故障恢复n协助后备副本进行介质故障恢复协助后备副本进行介质故障恢复2024/5/11 周六352与静态转储后备副本配合进行介质故障恢复与静态转储后备副本配合进行介质故障恢复n静态转储的数据已是一致性的数据静态转储的数据已是一致性的数据n如果静态转储完成后，仍能定期转储日志文件，如果静态转储完成后，仍能定期转储日志文件，则在出现介质故障重装数据副本后，可以利用则在出现介质故障重装数据副本后，可以利用这些日志文件副本对已完成的事务进行重做处这些日志文件副本对已完成的事务进行重做处理理n不必重新运行那些已完成的事务程序就可把数不必重新运行那些已完成的事务程序就可把数据库恢复到故障前某一时刻的正确状态据库恢复到故障前某一时刻的正确状态2024/5/11 周六36 故障发生点故障发生点 静态转储静态转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb TfTb Tf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 利用日志文件恢复事务利用日志文件恢复事务 继续运行继续运行介质故障恢复介质故障恢复 登记日志文件登记日志文件 2024/5/11 周六37n上图中：上图中：n系统在系统在Ta时刻停止运行事务，进行数据库转储时刻停止运行事务，进行数据库转储n在在Tb时刻转储完毕，得到时刻转储完毕，得到Tb时刻的数据库一时刻的数据库一致性副本致性副本n系统运行到系统运行到Tf时刻发生故障时刻发生故障n为恢复数据库，首先由为恢复数据库，首先由DBA重装数据库后备副重装数据库后备副本，将数据库恢复至本，将数据库恢复至Tb时刻的状态时刻的状态n重新运行自重新运行自TbTf时刻的所有更新事务，把数时刻的所有更新事务，把数据库恢复到故障发生前的一致状态据库恢复到故障发生前的一致状态2024/5/11 周六383介质故障恢复：介质故障恢复：LOG FILE+动态转储后备副本动态转储后备副本n动态转储数据库，同时转储同一时点的日志文件动态转储数据库，同时转储同一时点的日志文件n后备副本与该日志文件结合起来才能将数据库恢后备副本与该日志文件结合起来才能将数据库恢复到一致性状态。复到一致性状态。n利用这些日志文件副本进一步恢复事务，避免重利用这些日志文件副本进一步恢复事务，避免重新运行事务程序。新运行事务程序。2024/5/11 周六39三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则n为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必须遵为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必须遵循两条原则循两条原则n登记的次序严格按并行事务执行的时间次序登记的次序严格按并行事务执行的时间次序n必须先写日志文件，后写数据库必须先写日志文件，后写数据库n写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写到日志文件写到日志文件n写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中2024/5/11 周六40n为什么要先写日志文件？为什么要先写日志文件？n写数据库和写日志文件是两个不同的操作写数据库和写日志文件是两个不同的操作n在这两个操作之间可能发生故障在这两个操作之间可能发生故障n如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改。登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改。n如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的件恢复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并不会影响数据库的正确性。操作，并不会影响数据库的正确性。2024/5/11 周六416.4.4恢复策略恢复策略6.4.4.1事务故障的恢复事务故障的恢复n事务故障事务故障：事务在运行至正常终止点前被中止。：事务在运行至正常终止点前被中止。n恢复方法恢复方法n由恢复子系统应利用日志文件撤消（由恢复子系统应利用日志文件撤消（UNDO）此事务已对数据库进行的修改此事务已对数据库进行的修改n事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干预预2024/5/11 周六42n事务故障的恢复步骤事务故障的恢复步骤1.反向扫描文件日志（即从最后向前扫描日志文件）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。，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。即将日志记录对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中中“更新前的值更新前的值”（Befor Image,BI）写入数）写入数据库。据库。n插入操作，插入操作，“更新前的值更新前的值”为空，则相当于做删为空，则相当于做删除操作除操作n删除操作，删除操作，“更新后的值更新后的值”为空，则相当于做插为空，则相当于做插入操作入操作n若是修改操作，则用若是修改操作，则用BI 代替代替 AI（After Image）2024/5/11 周六433.继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更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。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，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。事务故障恢复就完成了。2024/5/11 周六446.4.4.2系统故障的恢复系统故障的恢复n系统故障造成数据库不一致状态的原因系统故障造成数据库不一致状态的原因n一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库n一些已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区一些已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区没来得及写入数据库没来得及写入数据库2024/5/11 周六45n恢复方法恢复方法nUndo 故障发生时未完成的事务故障发生时未完成的事务nRedo 已完成的事务已完成的事务n系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，不需要用户干预不需要用户干预2024/5/11 周六46n系统故障的恢复步骤系统故障的恢复步骤1.正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）nRedo队列：在故障发生前已经提交的事务队列：在故障发生前已经提交的事务 T1，T3，T8nUndo队列：故障发生时尚未完成的事务队列：故障发生时尚未完成的事务 T2，T4，T5，T6，T7，T9 2024/5/11 周六472.对对Undo队列事务进行队列事务进行UNDO处理处理n反向扫描日志文件，对每个反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更新事务的更新操作执行逆操作操作执行逆操作T2，T4，T5，T6，T7，T93.对对Redo队列事务进行队列事务进行REDO处理处理n正向扫描日志文件，对每个正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新事务重新 执行登记的操作执行登记的操作T1，T3，T82024/5/11 周六486.4.4.3介质故障的恢复介质故障的恢复n介质故障的恢复方法介质故障的恢复方法n重装数据库，使数据库恢复到一致性状态重装数据库，使数据库恢复到一致性状态n重做已完成的事务重做已完成的事务2024/5/11 周六49n介质故障的恢复步骤介质故障的恢复步骤1.装入最新的后备数据库副本，使数据库恢复到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。最近一次转储时的一致性状态。n对于静态转储的数据库副本，装入后数据库即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处于一致性状态n对于动态转储的数据库副本，还须同时装入转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（即相同的方法（即REDO+UNDO），才能将数），才能将数据库恢复到一致性状态。据库恢复到一致性状态。2024/5/11 周六50n利用静态转储副本将数据库恢复到一致性状态利用静态转储副本将数据库恢复到一致性状态 故障发生点故障发生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 2024/5/11 周六51n利用动态转储副本将数据库恢复到一致性状态利用动态转储副本将数据库恢复到一致性状态 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态2024/5/11 周六522.装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。n首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事务的标识，将其记入重做队列。事务的标识，将其记入重做队列。n然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有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。即将日志记录中事务进行重做处理。即将日志记录中“更新后更新后的值的值”写入数据库。写入数据库。2024/5/11 周六53n介质故障的恢复需要介质故障的恢复需要DBA介入介入nDBA的工作的工作n重装最近转储的数据库副本和有关的各日志重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本文件副本n执行系统提供的恢复命令执行系统提供的恢复命令n具体的恢复操作仍由具体的恢复操作仍由DBMS完成完成2024/5/11 周六546.4.5具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术一、问题的提出一、问题的提出n两个问题两个问题n搜索整个日志将耗费大量的时间搜索整个日志将耗费大量的时间nREDO处理：重新执行，浪费了大量时间处理：重新执行，浪费了大量时间2024/5/11 周六55n解决方案解决方案n具有具有检查点（检查点（checkpoint）的恢复技术的恢复技术n在日志文件中增加检查点记录在日志文件中增加检查点记录（checkpoint）n增加增加重新开始文件重新开始文件n恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护日志日志2024/5/11 周六562024/5/11 周六57二、检查点技术二、检查点技术n检查点记录的内容检查点记录的内容n建立检查点时刻所有建立检查点时刻所有正在执行正在执行的事务清单的事务清单n这些事务最近一个日志记录的地址这些事务最近一个日志记录的地址n重新开始文件的内容重新开始文件的内容n记录各个检查点记录在日志文件中的地址记录各个检查点记录在日志文件中的地址2024/5/11 周六582024/5/11 周六59n在检查点维护日志文件在检查点维护日志文件n将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入磁盘将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入磁盘的日志文件上。的日志文件上。n在日志文件中写入一个检查点记录。在日志文件中写入一个检查点记录。n将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中。数据库中。n把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始文件。新开始文件。2024/5/11 周六60n建立检查点建立检查点n定期定期n按照预定的一个时间间隔按照预定的一个时间间隔n不定期不定期n按照某种规则，如日志文件已写满一半建立按照某种规则，如日志文件已写满一半建立一个检查点一个检查点2024/5/11 周六61三、利用检查点的恢复策略三、利用检查点的恢复策略n当事务当事务T在一个检查点之前提交，在一个检查点之前提交，T对数据库所做对数据库所做的修改已写入数据库。的修改已写入数据库。n在进行恢复处理时，没有必要对事务在进行恢复处理时，没有必要对事务T执行执行REDO操作操作2024/5/11 周六62Tc(检查点检查点)Tf(系统故障系统故障)REDOUNDOUNDO REDOT2T3T4T5不要不要REDOT12024/5/11 周六63n利用检查点的恢复步骤利用检查点的恢复步骤1、从重新开始文件中找到最后一个检查点记录、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找到最后一个检查点记录2024/5/11 周六642、由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正、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在执行的事务清单ACTIVE-LISTn建立两个事务队列建立两个事务队列nUNDO-LIST nREDO-LIST n把把ACTIVE-LIST暂时放入暂时放入UNDO-LIST队列，队列，REDO队列暂为空。队列暂为空。2024/5/11 周六653、从检查点开始正向扫描日志文件，直到日志、从检查点开始正向扫描日志文件，直到日志文件结束文件结束n如有新开始的事务如有新开始的事务Ti，把，把Ti暂时放入暂时放入UNDO-LIST队列队列n如有提交的事务如有提交的事务Tj，把，把Tj从从UNDO-LIST队列队列移到移到REDO-LIST队列队列4、对、对UNDO-LIST中的每个事务执行中的每个事务执行UNDO操操作，对作，对REDO-LIST中的每个事务执行中的每个事务执行REDO操作操作2024/5/11 周六666.4.6数据库镜像数据库镜像n介质故障是对系统影响最为严重的一种故障，严介质故障是对系统影响最为严重的一种故障，严重影响数据库的可用性重影响数据库的可用性n介质故障恢复比较费时介质故障恢复比较费时n为预防介质故障，为预防介质故障，DBA必须周期性地转储数据必须周期性地转储数据库库n提高数据库可用性的解决方案提高数据库可用性的解决方案n数据库镜像（数据库镜像（Mirror）2024/5/11 周六67n数据库镜像数据库镜像nDBMS自动把整个数据库或其中的关键数据复自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个磁盘上制到另一个磁盘上nDBMS自动保证镜像数据与主数据的一致性自动保证镜像数据与主数据的一致性2024/5/11 周六68n数据库镜像的用途数据库镜像的用途n出现介质故障时出现介质故障时nDBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库的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恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本n没有出现故障时没有出现故障时n可用于并发操作可用于并发操作n一个用户对数据加排他锁修改数据一个用户对数据加排他锁修改数据n其他用户可以读镜像数据库上的数据其他用户可以读镜像数据库上的数据2024/5/11 周六692024/5/11 周六70nDBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障进必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复行恢复n恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记日恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记日志文件志文件n恢复的基本原理：利用存储在后备副本、日志文恢复的基本原理：利用存储在后备副本、日志文件和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库件和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库小结小结2024/5/11 周六71n常用恢复技术常用恢复技术n事务故障的恢复事务故障的恢复nUNDOn系统故障的恢复系统故障的恢复nUNDO+REDOn介质故障的恢复介质故障的恢复n重装备份并恢复到一致性状态重装备份并恢复到一致性状态+REDO2024/5/11 周六72n提高恢复效率的技术提高恢复效率的技术n检查点技术检查点技术n可以提高系统故障的恢复效率可以提高系统故障的恢复效率n可以在一定程度上提高利用动态转储备份进可以在一定程度上提高利用动态转储备份进行介质故障恢复的效率行介质故障恢复的效率n镜像技术镜像技术n镜像技术可以改善介质故障的恢复效率镜像技术可以改善介质故障的恢复效率2024/5/11 周六73此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！