第07章 数据库恢复技术(上课用).
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数据库恢复技术5
第八章 并发控制
8.1 并发控制概述
并发控制：保证多用户能共享数据库，并维护数据的一致 性。 不一致状态：由于系统的故障，系统的状态不再反映DB应 当描述的现实世界的真实状态，系统必然会 在某一时刻处于不一致状态，最终应该被一 致态所代替。 数据库是一个共享资源，不同的用户可能要同时操作一个 数据库，同时操作一个基本表，甚至同时操作一条记录。
8.2 封锁（Locking）
基本思想：当一个用户对一个表或记录进行更新时， 封锁改表或记录，是其他用户不能在同一时刻更新相同 的表或记录，迫使其它用户在更新后的基础上再实施另 外的更新操作。 一、封/加锁的类型 ⒈ X锁 最简单的加锁方式，只有一种X锁，即排它锁（ Exclusive Locks），该锁既用于项的写操作，也用于项的 读操作。 注：事务T一旦对某项R加了X锁，则其它事务不能 在对该项加锁，直至T释放X锁。
8.2 封锁（Locking）
二、调度的可串行性 在并行执行事务时，我们会发现，由于事务交叉执 行顺序不同，可能会得到不同的结果，必须有一个准则 来判断那个正确。假设事务执行的正确结果是在没有别 的事务并发执行时执行它得到的结果。由于事务可以一 个接一个的串行执行，所以下面的假设正确： 几个事务并发执行是正确的 ←→其结果同以某种次序串行执行这些事务得到的结 果相同
7.1 事务的基本概念
⑵ 一致性（Consistency） · 事务作用于数据库过程中，数据应始终 满 态 的 足完整性约束。 · 一个事务的执行是把DB从一个一致的状 阿转换成另一个一致的状态。 · 确保单个事务的一致性是对该事务编码 应用，程序元的责任，完整性给这项工作 带来了便利。
7.1 事务的基本概念
8.4 并发调度的可串行性
数据库恢复技术课件
3
故障分析
定位故障原因，确需要恢复的数据。
事务日志恢复
通过日志恢复操作，将数据库恢复到故 障前的一致状态。
数据库故障预防措施
监控和报警
定期检测数据库故障的迹象， 并设置及时的报警机制。
容灾和备份
建立容灾系统和定期进行数据 库备份，以防止数据丢失。
性能优化
优化数据库的性能，提升稳定 性和可靠性。
数据库恢复的未来发展趋势
数据还原
将备份数据恢复到数据库服务器，以恢复数据库的 完整性和可用性。
快速恢复技术
1 事务日志恢复
通过回滚和重做操作，将数据库恢复到故障前的状态。
2 数据库镜像
通过实时复制和同步，将数据库复制到其他服务器，以保证可用性和灾难恢复能力。
单机数据库恢复案例
1
备份恢复
2
从备份中恢复数据，确保数据库可用。
基础恢复技术
包括数据备份和还原、数据镜像等技术，用于快速恢复数据库到某个时间点的状态。
日志恢复技术
通过数据库的事务日志，将数据库从断点处恢复到崩溃前的一致状态。
数据文件恢复技术
用于修复损坏或损失的数据库文件，以保证数据库的完整性和可用性。
备份和还原技术
数据备份
通过备份数据库，可以在数据丢失时恢复到备份点， 保证数据的安全性。
未来数据库恢复技术将更加智能化和自动化，结合人工智能和大数据分析，提高恢复的效率和准确性。
数据库恢复技术的前景和挑战
数据库恢复技术在数据安全和业务连续性方面的重要性日益凸显，但同时也 面临着快速增长的数据量和复杂性带来的挑战。
数据库恢复技术ppt课件
本课件将介绍数据库恢复技术的全貌，包括分类、原理以及各种恢复技术的 应用等内容，帮助您更好地了解和掌握数据库恢复的关键知识。
故障分析
定位故障原因，确需要恢复的数据。
事务日志恢复
通过日志恢复操作，将数据库恢复到故 障前的一致状态。
数据库故障预防措施
监控和报警
定期检测数据库故障的迹象， 并设置及时的报警机制。
容灾和备份
建立容灾系统和定期进行数据 库备份，以防止数据丢失。
性能优化
优化数据库的性能，提升稳定 性和可靠性。
数据库恢复的未来发展趋势
数据还原
将备份数据恢复到数据库服务器，以恢复数据库的 完整性和可用性。
快速恢复技术
1 事务日志恢复
通过回滚和重做操作，将数据库恢复到故障前的状态。
2 数据库镜像
通过实时复制和同步，将数据库复制到其他服务器，以保证可用性和灾难恢复能力。
单机数据库恢复案例
1
备份恢复
2
从备份中恢复数据，确保数据库可用。
基础恢复技术
包括数据备份和还原、数据镜像等技术，用于快速恢复数据库到某个时间点的状态。
日志恢复技术
通过数据库的事务日志，将数据库从断点处恢复到崩溃前的一致状态。
数据文件恢复技术
用于修复损坏或损失的数据库文件，以保证数据库的完整性和可用性。
备份和还原技术
数据备份
通过备份数据库，可以在数据丢失时恢复到备份点， 保证数据的安全性。
未来数据库恢复技术将更加智能化和自动化，结合人工智能和大数据分析，提高恢复的效率和准确性。
数据库恢复技术的前景和挑战
数据库恢复技术在数据安全和业务连续性方面的重要性日益凸显，但同时也 面临着快速增长的数据量和复杂性带来的挑战。
数据库恢复技术ppt课件
本课件将介绍数据库恢复技术的全貌，包括分类、原理以及各种恢复技术的 应用等内容，帮助您更好地了解和掌握数据库恢复的关键知识。
第七章数据库恢复2ppt课件
数据库系统原理
授课教师：吴岩
第七章 数据库恢复技术
数 据
7.1 事务的基本概念
库
7.2 故障的种类
系
统
7.3 恢复的实现技术
原 理
7.4 恢复策略
7.5 具有检查点的恢复技术
7.6 数据库镜像
2
第七章 数据库恢复技术
数 • 学习目标
据
掌握事务的基本概念，了解故障的种类以
库 系 统 原
及对每种不同的故障采取的不同恢复策略；掌
– “恐怖数据库”病毒
• 当用户打开Access数据库文件以后，系统随即被 关闭，重启后Windows操作系统无法启动。
27
故障的种类小结
• 数据库系统中各类故障对数据库的影响
数
– 数据库本身被破坏（介质故障 计算机病毒）
据
– 数据库处于不一致状态
库 恢 复
• 数据库中包含了未完成事务对数据库的修 改（事务故障、系统故障）
数
– 每条日志记录的内容
据 库
• 事务标识（标明是哪个事务）
恢
• 操作类型（插入、删除或修改）
复
• 操作对象
14
事务的特性（续）
3、隔离性
数
一个事务的执行不能被其他事务干扰。
据 库
4、持续性（永久性）
恢
– 一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改
复
变就应该是永久性的。
技 术
– 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。
15
事务的特性（续）
• 保证事务ACID特性是事务处理的重要任务, 是
数
DBMS中恢复机制和并发控制机制的责任。
结果。
授课教师：吴岩
第七章 数据库恢复技术
数 据
7.1 事务的基本概念
库
7.2 故障的种类
系
统
7.3 恢复的实现技术
原 理
7.4 恢复策略
7.5 具有检查点的恢复技术
7.6 数据库镜像
2
第七章 数据库恢复技术
数 • 学习目标
据
掌握事务的基本概念，了解故障的种类以
库 系 统 原
及对每种不同的故障采取的不同恢复策略；掌
– “恐怖数据库”病毒
• 当用户打开Access数据库文件以后，系统随即被 关闭，重启后Windows操作系统无法启动。
27
故障的种类小结
• 数据库系统中各类故障对数据库的影响
数
– 数据库本身被破坏（介质故障 计算机病毒）
据
– 数据库处于不一致状态
库 恢 复
• 数据库中包含了未完成事务对数据库的修 改（事务故障、系统故障）
数
– 每条日志记录的内容
据 库
• 事务标识（标明是哪个事务）
恢
• 操作类型（插入、删除或修改）
复
• 操作对象
14
事务的特性（续）
3、隔离性
数
一个事务的执行不能被其他事务干扰。
据 库
4、持续性（永久性）
恢
– 一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改
复
变就应该是永久性的。
技 术
– 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。
15
事务的特性（续）
• 保证事务ACID特性是事务处理的重要任务, 是
数
DBMS中恢复机制和并发控制机制的责任。
结果。
J第7章数据库恢复技术1概要PPT课件
什么是事务故障
某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至 正常终点就终止了
-
16
事务故障的恢复
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
事务故障的恢复：撤消事务（UNDO）
强行回滚（ROLLBACK）该事务, 清除该事务 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
介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性 大得多
-
20
7.3.4 计算机病毒
这是人为的故障或破坏，是一种计算机程序 这种程序像病毒一样可以繁殖和传播，并造成对计
算机系统包括数据库的危害。 计算机病毒已成为计算机系统的主要威胁，也是数
据库系统的主要威胁。 计算机安全工作者已研制了许多防病毒和查、杀病
故障的影响
轻则造成运行事务非正常中断 重则破坏数据库,使数据丢失 因此,DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知 的正确（一致）状态的功能。这就是数据库恢复功能。
-
14
7.3 故障的种类
数据库系统可能发生的故障：
事务故障 系统故障 介质故障 计算机病毒
-
15
7.3.1、事务内部故障
-
11
4. 持续性
持续性也称永久性
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。
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。
-
12
事务的特性
保证事务ACID特性是事务管理子系统的重要任务 可能破坏事务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 （2）事务在运行过程中被强行终止
系统重新启动时，恢复程序要让所有非正常终 止的事务回滚, 强行撤消（UNDO）所有未完成 事务
某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至 正常终点就终止了
-
16
事务故障的恢复
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
事务故障的恢复：撤消事务（UNDO）
强行回滚（ROLLBACK）该事务, 清除该事务 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
介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性 大得多
-
20
7.3.4 计算机病毒
这是人为的故障或破坏，是一种计算机程序 这种程序像病毒一样可以繁殖和传播，并造成对计
算机系统包括数据库的危害。 计算机病毒已成为计算机系统的主要威胁，也是数
据库系统的主要威胁。 计算机安全工作者已研制了许多防病毒和查、杀病
故障的影响
轻则造成运行事务非正常中断 重则破坏数据库,使数据丢失 因此,DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知 的正确（一致）状态的功能。这就是数据库恢复功能。
-
14
7.3 故障的种类
数据库系统可能发生的故障：
事务故障 系统故障 介质故障 计算机病毒
-
15
7.3.1、事务内部故障
-
11
4. 持续性
持续性也称永久性
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。
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。
-
12
事务的特性
保证事务ACID特性是事务管理子系统的重要任务 可能破坏事务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 （2）事务在运行过程中被强行终止
系统重新启动时，恢复程序要让所有非正常终 止的事务回滚, 强行撤消（UNDO）所有未完成 事务
第七章：数据库恢复技术
• 介质故障（硬故障）
– 外存故障。如磁盘损坏、瞬时强磁场干扰等
– 后果：硬件破坏，外存数据丢失（部分或全部）；
发生的可能性小，破坏性最大（破坏数据库） – 恢复策略：DBA重装副本，重新启动日志文件
2019/1/9 福州大学阳光学院计算机工程系 11
二、故障的种类
• 计算机病毒
– 人为的故障或破坏，是一些恶作剧者研制的计算
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
20
三、恢复的实现技术
• 应定期进行数据转储，制作后备副本。但转储又
是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。
• DBA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。
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
21
三、恢复的实现技术
• 例：
– 每天晚上进行动态增量转储
27
三、恢复的实现技术
• 登记日志文件的原则
– 登记的次序严格按并发事务执行的时间次序
– 必须先写日志文件，后写数据库
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
28
二、故障的种类
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
29
三、恢复的实现技术
• 在这两个操作之间可能发生故障
– 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了
– 每周进行一次动态海量转储 – 每月进行一次静态海量转储
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
22
三、恢复的实现技术
• 登记日志文件
– 日志文件的格式和内容
– 内容：是用来记录事务对数据库的更新操作的文件 – 格式：以记录为单位；以数据块为单位
– 外存故障。如磁盘损坏、瞬时强磁场干扰等
– 后果：硬件破坏，外存数据丢失（部分或全部）；
发生的可能性小，破坏性最大（破坏数据库） – 恢复策略：DBA重装副本，重新启动日志文件
2019/1/9 福州大学阳光学院计算机工程系 11
二、故障的种类
• 计算机病毒
– 人为的故障或破坏，是一些恶作剧者研制的计算
2019/1/9
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20
三、恢复的实现技术
• 应定期进行数据转储，制作后备副本。但转储又
是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。
• DBA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。
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
21
三、恢复的实现技术
• 例：
– 每天晚上进行动态增量转储
27
三、恢复的实现技术
• 登记日志文件的原则
– 登记的次序严格按并发事务执行的时间次序
– 必须先写日志文件，后写数据库
2019/1/9
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28
二、故障的种类
2019/1/9
福州大学阳光学院计算机工程系
29
三、恢复的实现技术
• 在这两个操作之间可能发生故障
– 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了
– 每周进行一次动态海量转储 – 每月进行一次静态海量转储
2019/1/9
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22
三、恢复的实现技术
• 登记日志文件
– 日志文件的格式和内容
– 内容：是用来记录事务对数据库的更新操作的文件 – 格式：以记录为单位；以数据块为单位
数据库恢复技术 教学PPT课件
例如转账业务，不能因为后期系统瘫痪故障，恢 复后转账就无效了
➢不受干扰
10.1 事务的基本概念
1. 事务（Transaction）
【定义】用户定义的一个对数据库读写操作序列， 是一个不可分割的工作单位。 （1）在关系数据库中，事务可以是一条、一组SQL 语句，或整个程序。 （2）数据库系统中通常有多个事务并行运行。 （3）数据库恢复和并发控制的基本单位。
15
故障的种类
2. 系统故障(system) 系统重启、OS故障、DBMS代码错误、掉电等。
发生系统故障时： （1）一些尚未完成的事务的结果可能已经写入数 据库。（UNDO） （2）有些已完成的事务的结果甚至驻留在缓冲区 中。 （REDO）
16
故障的种类 3. 介质故障(medium)
介质故障也称为硬故障。如：磁盘损坏等。 这类事故破坏数据库或部分数据库。
14
10.3 故障的种类及其影响
10.3.1 故障的种类
1. 事务内部故障
事务在运行至正常终止点(commit或rollback)前
被终止。
预期故障
包括（预期的、非预期的）
能由事务所在程序处理的，如条件不满足等。
不能由事务所在程序处理的，如运算溢出等(主要
讨论的)。
这类恢复操作称为事务撤消。
非预期故障
6
commit用法
• oracle数据库 • update,delete,insert 需要执行commit; • • create,drop,alter 不需要执行commit; • mysql数据库 • 不需要执行commit; • set autocommit=0/1 (禁止/开启自动提交)
10
事务的性质(ACID特性）
➢不受干扰
10.1 事务的基本概念
1. 事务（Transaction）
【定义】用户定义的一个对数据库读写操作序列， 是一个不可分割的工作单位。 （1）在关系数据库中，事务可以是一条、一组SQL 语句，或整个程序。 （2）数据库系统中通常有多个事务并行运行。 （3）数据库恢复和并发控制的基本单位。
15
故障的种类
2. 系统故障(system) 系统重启、OS故障、DBMS代码错误、掉电等。
发生系统故障时： （1）一些尚未完成的事务的结果可能已经写入数 据库。（UNDO） （2）有些已完成的事务的结果甚至驻留在缓冲区 中。 （REDO）
16
故障的种类 3. 介质故障(medium)
介质故障也称为硬故障。如：磁盘损坏等。 这类事故破坏数据库或部分数据库。
14
10.3 故障的种类及其影响
10.3.1 故障的种类
1. 事务内部故障
事务在运行至正常终止点(commit或rollback)前
被终止。
预期故障
包括（预期的、非预期的）
能由事务所在程序处理的，如条件不满足等。
不能由事务所在程序处理的，如运算溢出等(主要
讨论的)。
这类恢复操作称为事务撤消。
非预期故障
6
commit用法
• oracle数据库 • update,delete,insert 需要执行commit; • • create,drop,alter 不需要执行commit; • mysql数据库 • 不需要执行commit; • set autocommit=0/1 (禁止/开启自动提交)
10
事务的性质(ACID特性）
数据库系统概论第七章数据库恢复技术
数据库系统概论第七章数据库恢复技术在数据库系统中，数据库恢复技术是保障数据可靠性和可用性的关键环节。
当数据库遭遇故障或错误操作导致数据丢失、损坏或不一致时，数据库恢复技术能够将数据库恢复到一个正确、完整和一致的状态，确保数据库的正常运行和数据的准确性。
首先，我们来了解一下数据库故障的类型。
数据库故障大致可以分为事务故障、系统故障和介质故障。
事务故障通常是由于程序逻辑错误、违反完整性约束等原因导致事务未能正常完成。
系统故障则是由于硬件故障、软件错误、操作系统错误等导致系统停止运行，使得内存中的数据丢失，但未损坏数据库在磁盘上的数据。
介质故障是最为严重的一种故障，例如磁盘损坏、磁头碰撞等，会导致数据库中的部分或全部数据丢失。
针对不同类型的故障，数据库恢复技术采用了不同的策略和方法。
事务故障的恢复通常采用撤销（UNDO）未完成事务对数据库的修改，以及重做（REDO）已提交事务对数据库的修改。
这一过程通过事务日志来实现，事务日志记录了事务的开始、结束以及对数据的每一次修改操作。
当发生事务故障时，数据库管理系统会根据事务日志来判断哪些事务需要撤销，哪些事务需要重做，从而将数据库恢复到故障前的一致状态。
系统故障的恢复相对复杂一些。
由于系统故障会导致内存中的数据丢失，但数据库在磁盘上的数据通常是完好的，因此恢复过程需要先重做所有已提交事务对数据库的修改。
这同样依赖于事务日志，系统会从故障前最后一次检查点开始，依次读取事务日志，对未完成的事务进行撤销，对已提交的事务进行重做，以确保数据库的一致性。
介质故障的恢复是最为困难的。
因为介质故障可能导致部分或全部数据丢失，所以需要先重装数据库的副本，然后再根据事务日志对数据库进行重做，以恢复到故障发生时的状态。
为了应对介质故障，数据库系统通常会采用定期备份数据库的策略，备份可以是完全备份、增量备份或差异备份等。
在数据库恢复技术中，检查点机制起着重要的作用。
检查点是一个特定的时刻，在这个时刻，数据库管理系统会将内存中的数据和事务日志信息刷新到磁盘上，并记录当前的系统状态。
七章数据库恢复技术
二、日志文件的作用：
日志文件的可以用来进行事务故障恢复和系统故障恢复，并 协助后备副本进行介质故障的恢复。
与静态转储后备副本配合进行介质故障恢复 静态转储的数据已是一致性的数据。 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，可以利用这些日志文件副本对已 完成的事务进行重做处理。 这样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。
常终止——事务故障。（数据库可能处于不一致状态） 通过事务程序本身发现(由程序自身处理P249例)
事务故障 非预期的，不能由事务程序处理
事务故障的常见原因（非预期的）： 输入数据有误 运算溢出 违反了某些完整性限制 某些应用程序出错 并行事务发生死锁 ……
发生事务故障时，该事务可能已把对数据库的部分修改写回 磁盘。
正常运行
故障发生点
静态转储
运行事务
↓
─┼──────┼──────────┼──
Ta
Tb
Tf
登记日志文件
└───────────┴──
重装后备副本 利用日志文件恢复事务
继续运行
介质故障恢复 ─────────┴－－－－－─－－－－－－－┴──────
登记日志文件
└──────
三、登记日志文件 登记日志文件时必须遵循两条原则： 登记的次序严格按并行事务执行的时间次序 必须先写日志文件，后写数据库
利用动态转储得到的副本进行故障恢复：
• 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
• 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
正常运行
Ta
Tb
Tf
动态转储
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2019/7/28
数据库系统概论
利用动态转储副本进行恢复
正常运行
运行事务
故障发生点
动态转储
运行事务
↓
─┼───────┼─────────────
Ta
Tb
Tf
重装后备副本 利用日志文件恢复
恢复
━━━━━━╋ ━ ━ ━ ┥
2019/7/28
数据库系统概论
利用动态转储副本进行恢复
正常运行
Ta
Tb
Tf
2019/7/28
数据库系统概论
7.2 数据库恢复概述
故障是不可避免的
计算机硬件故障 系统软件和应用软件的错误 操作员的失误 恶意的破坏
故障的影响
运行事务非正常中断 破坏数据库
2019/7/28
数据库系统概论
数据库恢复概述（续）
数据库管理系统对故障的对策 DBMS提供恢复子系统 保证故障发生后，能把数据库中的数据从错 误状态恢复到某种逻辑一致的状态 保证事务ACID
转储必须等用户事务结束 新的事务必须等转储结束
2019/7/28
数据库系统概论
利用静态转储副本进行恢复
正常运行
故障发生点
静态转储
运行事务
↓
─┼───────┼─────────────
Ta
Tb
Tf
恢复
重装后备副本
─┼───────┥
2019/7/28
数据库系统概论
动态转储
转储操作与用户事务并发进行 转储期间允许对数据库进行存取或修改 优点
2019/7/28
数据库系统概论
系统故障的恢复
清除尚未完成的事务对数据库的所有修改 系统重新启动时，恢复程序要强行撤消 （UNDO）所有未完成事务
将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库 系统重新启动时，恢复程序需要重做 （REDO）所有已提交的事务
2019/7/28
数据库系统概论
恢复技术是衡量系统优劣的重要指标
2019/7/28
数据库系统概论
第七章 数据库恢复技术
7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 小结
2019/7/28
数据库系统概论
一、事务故障
什么是事务故障
某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正常 终止点就夭折了
2019 恢复的实现技术
7.4.1 数据转储 7.4.2 登记日志文件
2019/7/28
数据库系统概论
7.4.2 登记日志文件
一、日志文件的内容 二、日志文件的用途 三、登记日志文件的原则
2019/7/28
数据库系统概论
一、日志文件的内容
1. 什么是日志文件
日志文件(log)是用来记录事务对数据库的 更新操作的文件
三、事务的特性(ACID特性)
事务的ACID特性：
原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ）
2019/7/28
数据库系统概论
1. 原子性
事务是数据库的逻辑工作单位
事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第七章 数据库恢复技术
2019/7/28
数据库系统概论
第七章 数据库恢复技术
数据库系统中的数据是由DBMS统一管理和控 制的，为了适应数据共享的环境，DBMS必须 提供数据保护能力，以保证数据库中数据的安 全可靠和正确有效。
转储状态
动态转储
静态转储
动态海量转储 静态海量转储
动态增量转储 静态增量转储
2019/7/28
数据库系统概论
转储策略
应定期进行数据转储，制作后备副本。 但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。 DBA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。 例： 每天晚上进行动态增量转储 每周进行一次动态海量转储 每月进行一次静态海量转储
事务是恢复和并发控制的基本单位
2019/7/28
数据库系统概论
二、如何定义事务
显式定义方式
BEGIN TRANSACTION SQL 语句1 SQL 语句2 。。。。。
BEGIN TRANSACTION SQL 语句1 SQL 语句2 。。。。。
COMMIT
ROLLBACK
隐式方式
当用户没有显式地定义事务时，
2019/7/28
数据库系统概论
2. 一致性
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
一致性状态： 数据库中只包含成功事务提交的结果 不一致状态： 数据库中包含失败事务的结果
2019/7/28
数据库系统概论
一致性与原子性
银行转帐：从帐号A中取出一万元，存入帐号B。 定义一个事务，该事务包括两个操作
增量转储: 只转储上次转储后更新过的数据
海量转储与增量转储比较 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 但如果数据库很大，事务处理又十分频繁， 则增量转储方式更实用更有效
2019/7/28
数据库系统概论
3．转储方法小结
转储方法分类
转储 方式
海量转储 增量转储
2. 日志文件的格式
以记录为单位的日志文件 以数据块为单位的日志文件
2019/7/28
数据库系统概论
日志文件的内容（续）
3. 日志文件内容
各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION) 各个事务的结束标记(COMMIT或ROLLBACK) 各个事务的所有更新操作 与事务有关的内部更新操作
恢复的实现技术：复杂
一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要 占全部代码的10%以上
2019/7/28
数据库系统概论
第七章 数据库恢复技术
7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 小结
2019/7/28
数据库系统概论
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一、什么是事务
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
事务和程序是两个概念
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
一个应用程序通常包含多个事务
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T1
T2
① 读A=16
②
读A=16
③ A←A-1 写回A=15
④
A←A-3
写回A=13
T1的修改被T2覆盖了！
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4. 持续性
持续性也称永久性（Permanence）
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。
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。
一、什么是转储
转储是指DBA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。
这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。
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转储
正常运行
故障发生点
转储
运行事务
↓
─┼───────┼─────────────
Ta
Tb
Tf
恢复
重装后备副本 重新运行事务 ─┼───────┴－－－－－－－－－－－－→
动态转储
运行事务
故障发生点
─┼───────┼─────────────
登记日志文件 登记新日志文件
─────────┼─────────────
转储日志文件
恢复到一 致性状态
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重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复
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2．海量转储与增量转储
海量转储: 每次转储全部数据库
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三、转储方法
1．静态转储与动态转储 2．海量转储与增量转储 3．转储方法小结
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1．静态转储
在系统中无运行事务时进行转储 转储开始时数据库处于一致性状态 转储期间不允许对数据库的任何存取、
修改活动 优点：实现简单 缺点：降低了数据库的可用性
DBMS按缺省规定自动划分事务
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事务结束
COMMIT
事务正常结束
提交事务的所有操作（读+更新）
事务中所有对数据库的更新永久生效
ROLLBACK
事务异常终止
事务运行的过程中发生了故障，不能继续执行 回滚事务的所有更新操作
事务滚回到开始时的状态
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操作系统的某种潜在错误 瞬时强磁场干扰
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介质故障的恢复
装入数据库发生介质故障前某个时刻的 数据副本
重做自此时开始的所有成功事务，将这 些事务已提交的结果重新记入数据库
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恢复操作的基本原理
恢复操作的基本原理：冗余
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
A
B
A=A-1
B=B+1
这两个操作要么全做，要么全不做