事务故障的恢复
第八章 数据库管理(部分)
三、SQL中的完整性约束
1. 域完整性规则：定义属性的取值范围―-属性值约束。 包括：域约束子句、非空值约束、基于属性的检查子句。
①用“CREATE DOMAIN”语句定义新的域,并可出现CHECK子句。
例:
定义一个新的域DEPT，可用下列语句实现：
DEPT CHAR(20） DEFAULT „计算机软件’
二、完整性规则的组成与分类
1、每个规则由三部分组成：
①什么时候使用规则进行检查（规则的“触发条件”）；
②要检查什么样的错误（ “ 约束条件”或“谓词”）；
③若检查出错误，该怎样处理（ “ELSE子句”，即违反时 要做的动作）。 2、在关系数据库中，完整性规则可分为三类： ①域完整性规则：定义属性的取值范围； ②基本表约束； ③断言。
CREATE DOMAIN
CONSTRAINT
VALID_DEPT
/*域约束名字*/
CHECK（VALUE IN („计算机科学与技术’,„计算机软件’))； 允许域约束上的CHECK子句中可以有任意复杂的条件表达式。
②非空值约束（NOT NULL） 例： SNO char(4) NOT NULL ③基于属性的检查子句(CHECK): 例：CHECK (GRADE IS NULL) OR (GRADE BRTWEEN 0 AND 100)
教学重点：
检查点技术
并发操作、封锁带来的若干问题，并发调度的可串行化。
SQL中完整性约束的实现：断言、触发器技术。 安全性中的授权语句。
§1
事务的概念
一、事务的定义 形成一个逻辑工作单元的数据库操作的汇集, 称为事务(transaction)。
例：在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句、
数据库中故障类型及各故障恢复机制
数据库中的故障类型及各故障恢复机制如下：
事务故障：事务故障是指事务在运行至正常终止点前被终止所导致的故障。
事务故障恢复机制是利用日志文件撤销其对数据库的修改。
系统故障：系统故障是指由于操作系统或数据库管理系统本身的错误而使数据库部分或全部丢失。
系统故障恢复机制是待计算机重新启动之后，对于未完成的事务可能写入数据库的内容，回滚所有未完成的事务写的结果；对于已完成的事务可能部分或全部留在缓冲区的结果，需要重做所有已提交的事务。
介质故障：介质故障是指由于存储设备发生物理损坏导致数据库部分或全部丢失。
介质故障的软件容错是使用数据库备份及事务日志文件，通过恢复技术，恢复数据库到备份结束时的状态；介质故障的硬件容错是采用双物理存储设备，使两个硬盘存储内容相同，当其中一个硬盘出现故障时，及时使用另一个备份硬盘。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法在数据库管理中，事务故障是一种常见的问题。
当事务执行过程中出现错误或异常时，可能会导致数据库的数据不一致或丢失。
因此，数据库管理员需要采取一些恢复策略和方法来解决这些问题。
1. 数据库备份和恢复数据库备份是一种常见的恢复策略。
管理员可以定期备份数据库，以便在出现故障时恢复数据。
备份可以分为完全备份和增量备份。
完全备份是指备份整个数据库，而增量备份是指备份数据库中发生更改的部分。
在恢复时，管理员可以使用备份文件来还原数据库。
2. 事务日志事务日志是一种记录数据库操作的方法。
当事务执行时，数据库会将操作记录到事务日志中。
如果事务执行失败，管理员可以使用事务日志来恢复数据库。
管理员可以使用事务日志来还原数据库到故障发生前的状态。
3. 数据库镜像数据库镜像是一种将数据库复制到另一个服务器的方法。
管理员可以使用数据库镜像来保证数据库的高可用性。
如果主数据库出现故障，管理员可以使用备用数据库来恢复数据。
4. 数据库复制数据库复制是一种将数据库复制到另一个服务器的方法。
管理员可以使用数据库复制来保证数据库的高可用性。
如果主数据库出现故障，管理员可以使用备用数据库来恢复数据。
5. 数据库恢复工具数据库恢复工具是一种用于恢复数据库的软件。
管理员可以使用数据库恢复工具来恢复数据库。
这些工具可以自动检测和修复数据库中的错误。
6. 数据库事务管理数据库事务管理是一种管理数据库事务的方法。
管理员可以使用数据库事务管理来保证数据库的一致性。
如果事务执行失败，管理员可以使用数据库事务管理来恢复数据。
事务故障是一种常见的数据库问题。
管理员需要采取一些恢复策略和方法来解决这些问题。
备份和恢复、事务日志、数据库镜像、数据库复制、数据库恢复工具和数据库事务管理都是常见的恢复策略和方法。
管理员应该根据实际情况选择适合自己的恢复策略和方法。
数据库的修复方法
恢复数据库的几种方法广汉市雒城四小―――王春燕内容提要：随着现代科学技术的飞跃发展，数据库系统已广泛运用各个系统中，尽管数据库系统中采取了各种保护措施来防止数据库的安全和完整性被破坏，保证并行事物的正确执行，但是计算机系统中硬件的故障，软件的错误，操作员的失误以及恶意的破坏仍是不不可避免的，这些故障轻则造成事务非常中断，影响数据库中数据的正确性，重则破坏数据库，使数据库中全部或部分数据丢失，因此数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态中恢复到某一已知的正确状态的功能，这就需要数据库的恢复。
故障的种类一、事务内部的故障事物内部的故障有的是可以通过事物程序本身发现的，有的是不是预期的，不能由事物程序处理的。
例如：学生调校、系或调班事务，这个事务把一个学生从一个校、系（班）转另一个系（班）。
BEGIN TRANSACTION读甲系（班）的余额BALANCE；BALANCE=BALANCE-AMOUNT；（AMOUNT为转校系（班）学生）IF （BLANCE小于0），THEN{打印'人数不足，不能转班';ROLLBACK;(撤销该事务)ELS写回BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT;COMMIT;}这个例子所包括的两个更新操作要么全部不做,否则就会使数据库存处于不一致状态.在这段程中，应用程序可以发现并让事物滚回,撤销已做的修改,恢复数据到正确状态。
这类恢复员事物撤销（UNDO）。
这是预期的故障。
事物内部的故障很多是无预期的，是不能由应用程序处理的。
（二）、系统故障系统故障是指系统停止运转的任何事件，使得系统要重新启动。
例如，特定类型的硬件错误（CPU）故障，操作系统故障、DBMS代码错误、突然停电等，这类故障影响正在运行的所有事务，但不破坏数据库。
这时所有的运行事务都非正常终止。
发生系统故障时，一些尚未完成的事务结果可能已送入物理数据库，从而造成数据可能处于不正确状态。
为保证一致性，需要清除这些事务对数据库的所有修改.恢复系统必须在系统重新启动时让所有非正常终止的事务回滚，强行撤销所有未完成事务。
事务故障的恢复
7.4 恢复的实现技术
恢复机制涉及的关键问题 1. 如何建立冗余数据 数据转储（backup） 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
2021/4/24
数据库原理
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7.4.1 数据转储
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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数据库原理
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故障发生点
静态转储 运行事务 ↓
正常运行 ─┼──────┼──────────┼──
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
└───
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数据库原理Βιβλιοθήκη 42登记日志文件的原则
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: 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 • 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。 • 写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中。
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Ta
Tb
Tf
重装后备副本
恢复
─┼───────┥
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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
不用等待正在运行的用户事务结束 不会影响新事务的运行 缺点：不能保证副本中的数据正确有效
利用动态转储得到的副本进行故障恢复
数据库故障恢复的关键步骤与常见问题解决方法
数据库故障恢复的关键步骤与常见问题解决方法数据库在现代信息系统中扮演着至关重要的角色，它存储了组织的关键数据，对于企业的正常运营至关重要。
然而，数据库也可能会遭遇各种故障，如硬件故障、软件错误、数据损坏等。
数据库故障的恢复是数据库管理员必须掌握的关键技能之一。
本文将讨论数据库故障恢复的关键步骤和常见问题的解决方法。
1. 故障诊断与排除在进行数据库故障恢复之前，首先需要对故障进行诊断和排除。
这可以帮助确定故障的原因，从而制定正确的恢复策略。
故障诊断的常见方法包括日志分析、错误消息分析和性能统计。
通过这些分析，可以确定故障的根本原因，然后采取相应的解决步骤。
2. 数据库备份的恢复数据库备份是数据库故障恢复的重要部分。
恢复数据的能力取决于备份策略和实施的频率。
从全备份、增量备份和日志备份中选择合适的备份进行恢复。
恢复的步骤包括将备份文件恢复到目标服务器并应用增量备份和日志备份，确保数据的一致性和完整性。
3. 逻辑损坏的修复除了基于备份的故障恢复外，数据库也可能遭受逻辑损坏。
逻辑损坏的例子包括误删除数据、表结构变更错误等。
对于这些情况，可以使用以下方法进行修复：- 使用数据库日志进行回滚，将数据库恢复至之前的状态。
- 使用数据库的事务恢复工具，将数据库恢复至故障之前的一致状态。
- 手动恢复被误删除的数据，如果有备份，可以从备份中恢复数据。
4. 数据库事务恢复数据库事务是处理数据库操作的基本单位。
在数据库故障的情况下，未完成的事务可能会导致数据的不一致性。
为了恢复故障，并确保数据的一致性，可以使用事务恢复技术。
常见的事务恢复方法包括：- 回滚未提交的事务，将数据库恢复至故障之前的状态。
- 重放事务日志，将未应用的事务重新应用到数据库中。
5. 硬件故障的处理硬件故障是数据库故障的常见原因之一，例如硬盘损坏、电源故障等。
对于硬件故障，需要采取以下步骤进行处理：- 确认硬件故障的范围和原因。
- 替换故障硬件，如更换硬盘或电源。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法。
在数据库系统中,事务是一个非常重要的概念,它能够确保任何操作都按照预期的规则进行,从而保证数据的一致性和完整性。
但如果事务故障,就会导致数据库出现不可预期的结果,甚至可能导致数据丢失。
以下是一些常见的数据库恢复策略和方法:1. 硬恢复:硬恢复是指在计算机硬件上恢复数据库。
通过将数据库文件复制到另一个存储介质上,并重新加载到计算机上的主存储介质上,从而实现数据库的恢复到先前的一个完整的状态。
硬恢复通常适用于数据库文件较小且无法通过磁盘阵列压缩的情况。
2. 软恢复:软恢复是指在计算机软件上恢复数据库。
在软恢复中,会将数据库复制到另一个存储介质上,并使用备份软件备份数据库。
一旦备份完成,可以将备份文件恢复到计算机上的主存储介质上。
软恢复通常适用于数据库文件较大且可以通过磁盘阵列压缩的情况。
3. 快照恢复:快照恢复是指在数据库中添加一个快照文件,该快照文件包含数据库的先前版本的信息。
当数据库发生故障时,可以通过读取快照文件来恢复数据库的先前状态。
快照恢复通常适用于数据库文件较小且可以快速备份的情况。
4. 镜像恢复:镜像恢复是指在主存储介质上创建多个镜像文件,每个镜像文件包含数据库的先前版本的信息。
当主存储介质发生故障时,可以通过读取镜像文件来恢复数据库的先前状态。
镜像恢复通常适用于主存储介质容量较小的情况。
在实施数据库恢复策略时,需要考虑以下几个方面:1. 数据库文件的大小和存储方式。
2. 备份的频率和备份工具的选择。
3. 数据库的可靠性和可用性。
4. 数据库的容错机制和紧急恢复措施。
5. 恢复数据的速度和效果。
在实际恢复过程中,还需要进行一些测试和验证,以确保数据库能够恢复到预期的正常状态,并避免数据丢失或不可预期的结果。
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复(六)
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复在数据库系统中，事务处理是一项重要的任务。
当多个操作需要被一起执行时，事务能确保所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚。
然而，由于各种原因，事务处理中可能会出现异常情况，例如网络中断、系统故障或者错误的数据输入。
为了保证数据的一致性和完整性，数据库需要具备数据补偿和异常恢复的能力。
一、数据补偿数据补偿是一种通过在事务执行期间记录额外信息，使数据库能够回滚到相应的状态来保证数据一致性的方法。
在执行事务期间，一些操作可能会导致数据库的部分修改，但未能成功完成。
这时，为了回滚事务并恢复到原始状态，数据库可以利用数据补偿的策略来处理。
一种常见的数据补偿策略是利用回滚日志。
在事务执行期间，数据库会记录所有的修改操作，包括更新、插入和删除操作，并将这些操作以日志的形式保存。
如果事务执行过程中出现异常，数据库可以根据回滚日志来撤销已经完成的操作，从而回滚到事务开始前的状态，保证数据的一致性。
此外，还可以使用undo和redo日志来实现数据补偿。
undo日志用于撤销事务期间对数据库做出的修改，而redo日志则用于重做已经提交但未来得及写入磁盘的操作。
通过记录undo和redo日志，数据库可以在异常情况下回滚到一致的状态。
二、异常恢复异常恢复是指在数据库出现故障或不可预见的情况下，将数据库恢复到一致性状态的操作。
在数据库系统中，异常包括硬件故障、崩溃和软件错误等，它们可能导致数据库的损坏或数据丢失。
数据库异常恢复通常包括两个步骤：检测异常和修复异常。
异常检测通过监控系统日志、检查校验和或利用冗余数据等方式来检测数据库是否出现异常。
如果异常被检测到，数据库会进入修复阶段。
修复异常的方式根据具体情况而定。
一种常见的修复方式是通过备份和恢复。
数据库定期进行备份，将数据存储到其他物理介质上。
如果出现异常，可以通过恢复备份来重建数据库。
然而，备份恢复的过程可能比较耗时，因此有时候会使用增量备份和恢复策略来提高效率。
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2021/4/24
数据库原理
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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。
2021/4/24
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系统故障
2021/4/24
数据库原理
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持久性
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。
2021/4/24
数据库原理
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保证事务ACID特性是事务处理的任务 破坏事务ACID特性的因素
多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行 事务在运行过程中被强行停止
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数据库原理
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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
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数据库原理
数据保护
安全性 完整性 并发控制 数据库恢复
第七章 数据库恢复技术 第八章 并发控制 第九章 数据库安全性 第十章 数据库完整性
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数据库原理
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7.1 事务的基本概念
什么是事务 如何定义事务 事务的特性
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数据库原理
3
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。
第7章 数据库恢复技术
事务的基本概念 数据库恢复概述 故障的种类 恢复的技术实现 恢复策略 具有检查点的恢复技术 数据库镜像 Oracle的恢复技术
2021/4/24
数据库原理
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第三篇 系统篇
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。
什么是系统故障 整个系统的正常运行突然被破坏 所有正在运行的事务都非正常终止 内存中数据库缓冲区的信息全部丢失 外部存储设备上的数据未受影响
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系统故障的常见原因
操作系统或DBMS代码错误 操作员操作失误 特定类型的硬件错误（如CPU故障） 突然停电
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介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏 性大得多。
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介质故障的常见原因
硬件故障 磁盘损坏 磁头碰撞 操作系统的某种潜在错误 瞬时强磁场干扰
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据库原理
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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 重做自此时始的所有成功事务，将这些事务已提交
SQL 语句1
SQL 语句2
SQL 语句2
。。。。。
。。。。。
COMMIT
ROLLBACK
隐式方式
当用户没有显式地定义事务时，
DBMS按缺省规定自动划分事务。
2021/4/24
数据库原理
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COMMIT 事务正常结束 提交事务的所有操作 事务中所有对数据库的更新写回到磁盘物理数据库
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 将事务中对数据库的所有已完成的操作全部撤销 事务滚回到开始时的状态
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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
恢复技术是衡量系统优劣的重要指标
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数据库原理
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7.3 故障的种类
数据库运行过程中可能发生的故障主要有： 事务内部故障 系统故障 介质故障 计算机病毒
各类故障，对数据库的影响有两种可能性： 数据库本身被破坏； 数据库没有破坏，但数据可能不正确。
2021/4/24
数据库原理
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事务内部的故障
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
事务故障的常见原因 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 。。。。
2021/4/24
数据库原理
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事务的特性
原子性（Atomicity）
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。
一致性（Consistency）
隔离性（Isolation）
持续性（Durability ）
2021/4/24
数据库原理
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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
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
事务是恢复和并发控制的基本单位
2021/4/24
数据库原理
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如何定义事务
显式定义方式
BEGIN TRANSACTION TRANSACTION
BEGIN
SQL 语句1
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
2021/4/24
数据库原理
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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
A
B
A=A-
1
B=B+
1
这两个操作要么全做，要么全不做。
全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。
如果只做一个操作，数据库就处于不一致性状 态。
2021/4/24
数据库原理
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隔离性
一个事务的执行不能被其他事务干扰 一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事
务是隔离的 并发执行的各个事务之间不能互相干扰
2021/4/24
数据库原理
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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！
数据库原理
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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。
2021/4/24
数据库原理
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介质故障
硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部 丢失