1、第 10 章 数据库恢复技术【课时安排】10.1 事务的基本概念 20 分钟10.2 数据库恢复概述 5 分钟10.3 故障的种类 20 分钟10.4 恢复的实现技术 20 分钟10.5 恢复策略 25 分钟10.6 具有检查点的恢复技术 20 分钟10.7 数据库镜像 10 分钟【掌握内容】1. 事务的定义和性质2. 数据库系统中故障的种类3. 故障恢复时冗余数据建立的方法4. 各种故障恢复的过程5. 带有检查点机制的故障恢复【难点内容】1. 故障产生对数据库产生的影响2. 故障恢复对数据库产生的影响【教学内容】10.1 事务的基本概念1. 事务的定义事务，就是用户定义的一个数据库操作序列，
2、是一个不可分割的工作单位。2. 事务的 ACID 性质 原子性（Atomicity）：事务在逻辑上是数据库的最基本工作单位， 一个事务中包含的操作， 要么全部执行并正常结束； 要么什么都不做， 好像此事务从未发生过一样。原子性是一致性和持久性的基础。 一致性（Consistency）：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。 隔离性（Isolation）：数据库系统中多个事务可以被同时执行（并发执行） ， 但必须保证一个事务的执行不能被其他事务干扰。 持久性（Durability）：一个事务一旦提交（即正常完成） ， 它对数据库中数据的改变是持久的， 即使数据库因故障
3、而受到破坏， DBMS 也应能正确地恢复之。 ACID 特性可能在下述两种情况下遭到破坏：(1) 多个事务并发执行时， 不同事务的操作交叉进行； (2) 由于各种故障而使事务被强行终止。3与事务处理有关的语句 BEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK10.2 数据库恢复概述DBMS 必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能。数据库系统所采用的恢复技术对系统的可靠程度和运行效率都有重大的影响，是衡量系统性能的重要指标。10.3 故障的种类1事务内部故障2系统故障对事务的影响： 一些未完成事务的部分结果可能已写入数据库。 一些已完成事务部分数据可能正在缓冲
4、区（未写入磁盘上的物理数据库中） 。解决方法：系统重启后， 撤销所有未完成的事务对数据库的修改（UNDO） ； 重做所有已提交的事务（REDO） 。3介质故障4病毒10.4 恢复的实现恢复机制要做两件事情： 建立冗余数据； 根据冗余数据恢复数据库。 建立冗余数据的常用方法： 数据库转储法 日志文件法。 1数据转储由 DBA（数据库管理员）定期地把整个数据库复制到磁带或另一个磁盘或光盘上保存起来,作为数据库的后备副本（后援副本） 。数据库发生破坏时,可把后备副本重新装入以恢复数据库。 但重装副本只能恢复到转储时的状态。转储分为静态转储和动态转储两类。转储还可以分为海量转储和增量转储。2日志文件日
5、志文件法是用来记录所有更新事务的文件。日志文件的格式包括两种：以记录为单位的日志文件和以数据块为单位的日志文件。登记日志的原则： 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。10.5 恢复策略1事务故障的恢复恢复时机：故障发生时恢复的启动者：系统恢复方法：反向扫描日志文件，执行逆操作。2系统故障恢复时机：系统重启后恢复的启动者：系统恢复方法：(1) 建立两个队列 Redo 和 Undo(2) 对 Redo 队列中的事务执行正向操作，对 Undo 队列中的事务执行反向逆操作。3介质故障恢复时机：系统重启后恢复的启动者：DBA恢复方法：(1) 重装最近的后备副本(2)
6、建立两个队列 Redo 和 Undo(3) 对 Redo 队列中的事务执行正向操作，对 Undo 队列中的事务执行反向逆操作。10.6 具有检查点的恢复技术前面讲到的利用日志技术进行数据库恢复，要检查所有的日志记录。这将引起两个问题： 搜索整个日志将耗费大量时间 很多需要 Redo 操作的事务，实际上已经将更新操作结果写入到数据库中。解决方法：在日志文件中增加检查点记录。此时需要动态维护日志文件，周期性进行下列操作：(1) 将当前日志缓冲中的所有日志操作写入磁盘的日志文件中；(2) 在日志文件中建一个检查点记录(3) 将当前数据缓冲的所有数据记录写入磁盘的数据库中；(4) 将检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始文件。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在日志文件中的地址(2) 由该地址在日志文件中找到最后一个检查点记录10.7 数据库镜像DBMS 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；DBMS 自动保证镜像数据与主数据库的一致性，每当主数据库更新时，DBMS 自动把更新后的数据复制过去。
