华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术

2011 by110.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by2一、什么是事务一、什么是事务事务事务(Transaction)是用户定义的一个独立逻是用户定义的一个独立逻辑工作单位的数据库操作序列，这些操作要么辑工作单位的数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位位事务和程序是两个概念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在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，语句，一组一组SQL语句或整个程序语句或整个程序一个应用程序通常包含多个事务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事务是恢复和并发控制的基本单位10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by3二、如何定义事务二、如何定义事务显式定义方式显式定义方式 BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION SQL 语句语句1 SQL 语句语句1 SQL 语句语句2 SQL 语句语句2 COMMIT ROLLBACK隐式方式隐式方式当用户没有显式地定义事务时，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按缺省规定自动划分事务10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by4事务的结束事务的结束COMMIT事务正常结束事务正常结束 提交事务的所有操作（读提交事务的所有操作（读+更新）更新）事务中所有对数据库的更新永久生效事务中所有对数据库的更新永久生效ROLLBACK事务异常终止事务异常终止事务运行的过程中发生了故障，不能继续执行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回滚事务的所有更新操作事务滚回到开始时的状态事务滚回到开始时的状态10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by5三、事务的特性三、事务的特性(ACID特性特性)事务的事务的ACID特性：特性：原子性（原子性（Atomicity）一致性（一致性（Consistency）隔离性（隔离性（Isolation）持续性（持续性（Durability）10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by61.原子性原子性事务是不可分割的逻辑工作单位事务是不可分割的逻辑工作单位事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by72.一致性一致性事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状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态变到另一个一致性状态一致性状态：一致性状态：数据库中只包含成功事务提交的结果数据库中只包含成功事务提交的结果不一致状态：不一致状态：数据库中包含失败事务的结果数据库中包含失败事务的结果10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by8例：银行转帐事务例：银行转帐事务从帐户从帐户A取出取出X元，存入帐户元，存入帐户B定义一个事务定义一个事务:Update 存款存款 set 金额金额=金额金额 X where 帐户帐户=AUpdate 存款存款 set 金额金额=金额金额+X where 帐户帐户=B这两个操作要么全做，要么全不做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如果只做一个操作，数据库就处于不一致性状态态10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by93.隔离性隔离性对并发执行而言一个事务的执行不能被其他事务干扰对并发执行而言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是隔离的并发执行的各个事务之间不能互相干扰并发执行的各个事务之间不能互相干扰10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by10下列两个并发执行的事务下列两个并发执行的事务T1和和T2，如按表中所示顺，如按表中所示顺序执行，则事务序执行，则事务T1的修改被的修改被T2覆盖了，即覆盖了，即T2干挠了干挠了T1。违背了事务的隔离性，是错误的调度。违背了事务的隔离性，是错误的调度。10.1 事务的基本概念事务的基本概念事务事务T1(1)读读A=16(2)(3)A=A-1,写回写回A=15(4)事务事务T2读读A=16A=A-3,写回写回A=13华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by114.持久性持久性持续性也称永久性（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。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。任何影响。10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by12保证事务保证事务ACID特性是事务处理的任务特性是事务处理的任务破坏事务破坏事务ACID特性的因素特性的因素事务在运行过程中被强行停止事务在运行过程中被强行停止多个事务并行运行时，不同事务的操作多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行交叉执行DBMS的恢复机制和并发控制机制来保证的恢复机制和并发控制机制来保证10.1 事务的基本概念事务的基本概念华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by1310.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by14DB恢复：将因破坏或故障而导致的恢复：将因破坏或故障而导致的DB数据的错数据的错误状态恢复到最近一个正确状态的技术。误状态恢复到最近一个正确状态的技术。目标目标 1、保持事务原子性；、保持事务原子性；2、保持事务持久性。、保持事务持久性。实现实现由由DBMS专门的恢复子系统完成。专门的恢复子系统完成。10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by15故障是不可避免的故障是不可避免的计算机硬件故障计算机硬件故障系统软件和应用软件的错误系统软件和应用软件的错误操作员的失误操作员的失误恶意的破坏恶意的破坏故障的影响故障的影响运行事务非正常中断运行事务非正常中断破坏数据库破坏数据库10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by16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DBMS提供恢复子系统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误状态恢复到某种逻辑一致的状态保证事务保证事务ACID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10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by1710.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by18事务故障事务故障系统故障系统故障介质故障介质故障计算机病毒计算机病毒10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by19一、事务故障一、事务故障什么是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常终止点就夭折了事务故障的常见原因事务故障的常见原因输入数据有误输入数据有误运算溢出运算溢出违反了某些完整性限制违反了某些完整性限制某些应用程序出错某些应用程序出错并行事务因发生死锁而被选中并行事务因发生死锁而被选中“牺牲牺牲”10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by20事务故障的恢复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事务故障的恢复：撤消事务（事务故障的恢复：撤消事务（UNDO）强行回滚（强行回滚（ROLLBACK）该事务）该事务清除该事务对数据库的所有修改，使得这个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象根本没有启动过一样10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by21二、系统故障二、系统故障什么是系统故障什么是系统故障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10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by22系统故障的恢复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系统重新启动时，恢复程序要强行撤消（UNDO）所有未完成事务）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（系统重新启动时，恢复程序需要重做（REDO）所有已提交的事务所有已提交的事务10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by23三、介质故障三、介质故障硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失或全部丢失介质故障比前两类故障的可能性小得多，介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性大得多但破坏性大得多10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by24介质故障的恢复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装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本副本重做自此时始的所有成功事务，将这些事务重做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已提交的结果重新记入数据库10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by25恢复操作的基本原理：冗余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建数据库中已被破坏或不正确的那部分数据据冗余的数据：备份、日志、镜像冗余的数据：备份、日志、镜像恢复的实现技术：复杂恢复的实现技术：复杂一个大型数据库产品，恢复子系统的代码一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部代码的要占全部代码的10%以上以上10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by26四、计算机病毒四、计算机病毒可能表现为：可能表现为：系统故障系统故障(软故障，仅系统崩溃软故障，仅系统崩溃)介质故障介质故障(硬故障，数据库文件被删硬故障，数据库文件被删)10.3 故障的种类故障的种类华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by2710.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by28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数据转储数据转储（backup）-备份备份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10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by2910.4.1 数据转储数据转储10.4.2 登记日志文件登记日志文件10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by30转储转储(备份备份)技术技术1静态转储与动态转储静态转储与动态转储2海量转储与增量转储海量转储与增量转储3转储方法小结转储方法小结10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by31静态转储静态转储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转储期间不允许对数据库的任何存取、修改转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动活动优点：优点：实现简单实现简单缺点：缺点：降低了数据库的可用性降低了数据库的可用性转储必须等用户事务结束转储必须等用户事务结束新的事务必须等转储结束新的事务必须等转储结束10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by32动态转储动态转储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优点优点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不会影响新事务的运行不会影响新事务的运行动态转储的缺点动态转储的缺点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10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by33利用动态转储得到的副本进行故障恢复需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到某一时刻的正确状态10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by34海量转储与增量转储海量转储与增量转储海量转储海量转储: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海量转储与增量转储比较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量转储方式更实用更有效10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by3510.4 恢复的实现技术恢复的实现技术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华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by3610.4.1 数据转储数据转储10.4.2 登记日志文件登记日志文件10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by37日志文件日志文件1日志文件的内容日志文件的内容2日志文件的用途日志文件的用途3登记日志文件的原则登记日志文件的原则10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by38一、日志文件的内容一、日志文件的内容1.什么是日志文件什么是日志文件日志文件日志文件(log)是用来记录事务对数据库的更是用来记录事务对数据库的更新操作的文件新操作的文件2.日志文件的格式日志文件的格式以记录为单位的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以数据块为单位的日志文件10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by393.日志文件的内容日志文件的内容各个事务的开始标记各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)各个事务的结束标记各个事务的结束标记(COMMIT或或ROLLBACK)各个事务的所有更新操作各个事务的所有更新操作与事务有关的内部更新操作与事务有关的内部更新操作作为日志文件中的一个日志记录作为日志文件中的一个日志记录(log record)10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by404.基于记录的日志文件基于记录的日志文件每条日志记录的内容每条日志记录的内容事务标识事务标识操作类型（插入、删除或修改）操作类型（插入、删除或修改）操作对象（记录操作对象（记录ID、Block NO.）更新前数据的旧值（对插入操作而言更新前数据的旧值（对插入操作而言,此项为空值）此项为空值）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,此项为空值）此项为空值）10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by415.基于数据块的日志文件基于数据块的日志文件每条日志记录的内容每条日志记录的内容事务标识（标明是那个事务）事务标识（标明是那个事务）操作对象（记录操作对象（记录ID、Block NO.）更新前数据所在的整个数据块的值（对插入操作而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）言，此项为空值）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,此项为此项为空值）空值）10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by42二、日志文件的作用二、日志文件的作用1.用途用途进行事务故障恢复进行事务故障恢复进行系统故障恢复进行系统故障恢复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10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by432.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，可以利用这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数据库恢复到故障前某一时刻的正确状态10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by443.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。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。10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by45三、登录日志文件的原则三、登录日志文件的原则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10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by4610.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by4710.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复10.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复10.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by4810.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复事务故障：事务在运行至正常终止点前被中止事务故障：事务在运行至正常终止点前被中止恢复方法恢复方法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）此事务已对数据库进行的修改事务已对数据库进行的修改事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干预事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干预10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by49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。即将日志记录中对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中“更新前的值更新前的值”（Befor Image,BI）写入数据库。）写入数据库。插入操作，插入操作，“更新前的值更新前的值”为空，则相当于做删除操作为空，则相当于做删除操作删除操作，删除操作，“更新后的值更新后的值”为空，则相当于做插入操作为空，则相当于做插入操作若是修改操作，则用若是修改操作，则用BI 代替代替 AI（After Image）3.继续反扫描，对下一个更新操作作同样处理。继续反扫描，对下一个更新操作作同样处理。4.只到读到此事务的开始标记。只到读到此事务的开始标记。10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by5010.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复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一些已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区没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来得及写入数据库恢复方法恢复方法1.Undo 故障发生时未完成的事务故障发生时未完成的事务2.Redo 已完成的事务已完成的事务系统故障的恢复由系统在系统故障的恢复由系统在重新启动时重新启动时自动完成，不需自动完成，不需要用户干预要用户干预10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by51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）Redo队列队列:在故障发生前已经提交的事务在故障发生前已经提交的事务Undo队列队列:故障发生时尚未完成的事务故障发生时尚未完成的事务2.对对Undo队列事务进行队列事务进行UNDO处理处理反向扫描日志文件，对每个反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更新操作执事务的更新操作执行逆操作行逆操作3.对对Redo队列事务进行队列事务进行REDO处理处理正向扫描日志文件，对每个正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新执行登记事务重新执行登记的操作的操作10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by5210.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复1.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2.重做已完成的事务重做已完成的事务10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by53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，使数据库恢复到最近一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。次转储时的一致性状态。对于静态转储的数据库副本，装入后数据库即处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于一致性状态对于动态转储的数据库副本，还须同时装入转储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相同时刻的日志文件副本，利用与恢复系统故障相同的方法（即的方法（即REDO+UNDO），才能将数据库恢复），才能将数据库恢复到一致性状态。到一致性状态。10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by54介质故障的恢复步骤介质故障的恢复步骤(续续)2.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。首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事务的标识，将其记入重做务的标识，将其记入重做(REDO)队列。队列。然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有事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。即将日志记录中务进行重做处理。即将日志记录中“更新后的值更新后的值”写入数据库。写入数据库。介质故障的恢复需要介质故障的恢复需要DBA介入介入10.5 恢复的策略恢复的策略华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by5510.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by56一、问题的提出一、问题的提出二、检查点技术二、检查点技术三、利用检查点的恢复策略三、利用检查点的恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by57一、问题的提出一、问题的提出两个问题两个问题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REDO处理：重新执行，浪费了大量时间处理：重新执行，浪费了大量时间具有检查点（具有检查点（checkpoint）的恢复技术）的恢复技术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）增加重新开始文件增加重新开始文件恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护日志恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护日志10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by5810.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by59二、检查点技术二、检查点技术检查点记录的内容检查点记录的内容1.建立检查点时刻所有正在执行的事务清单建立检查点时刻所有正在执行的事务清单2.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重新开始文件的内容重新开始文件的内容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10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by60在检查点如何维护日志文件在检查点如何维护日志文件1.将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入磁盘的日志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。文件上。2.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。3.将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中。中。4.把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始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。文件。10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by61三、利用检查点的恢复技术三、利用检查点的恢复技术当事务当事务T在一个检查点之前提交在一个检查点之前提交 T对数据库所做的修改已写入数据库对数据库所做的修改已写入数据库在进行恢复处理时，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10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by6210.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术Tc(检查点检查点)Tf(系统故障系统故障)REDOUNDOUNDO REDOT2T3T4T5不要不要REDOT1华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by63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在日志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的事务清单ACTIVE-LIST建立两个事务队列建立两个事务队列UNDO-LIST REDO-LIST 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。10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by64利用检查点的恢复步骤利用检查点的恢复步骤(续续)3.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队列队列如有提交的事务如有提交的事务Tj，把，把Tj从从UNDO-LIST队队列移到列移到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操作操作,对对REDO-LIST中的每个事务执行中的每个事务执行REDO操作操作10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by6510.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by6610.7 数据库镜像数据库镜像介质故障是对系统影响最为严重的一种故障，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严重影响数据库的可用性介质故障恢复比较费时介质故障恢复比较费时为预防介质故障，为预防介质故障，DBA必须周期性地转储数据库必须周期性地转储数据库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数据库镜像（数据库镜像（Mirror）数据库镜像数据库镜像DBMS自动把整个数据库或其中的关键数据复制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到另一个磁盘上DBMS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华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by6710.7 数据库镜像数据库镜像镜像的作用镜像的作用出现介质故障时出现介质故障时DBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，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不需要关闭系统和重装数据库副本(图图7.5b)没有出现故障时没有出现故障时可用于并发操作可用于并发操作(图图7.5a)；一个用户对数据加排他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数锁修改数据，其他用户可以读镜像数据库上的数据据华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by6810.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术10.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by6910.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术恢复模式恢复模式简单恢复简单恢复(Simple Recovery)完全恢复完全恢复(Full Recovery)批量恢复批量恢复(Bulk-Logged Recovery)备份机制备份机制数据库备份数据库备份日志备份日志备份差异备份差异备份文件及文件组备份文件及文件组备份华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7010.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术演示演示SQL Server的恢复技术的恢复技术1.创建数据库、创建表、创建备份设备创建数据库、创建表、创建备份设备2.在表中加入行在表中加入行(执行事务操作执行事务操作)3.备份数据库备份数据库4.向该表追加若干行向该表追加若干行5.备份事务日志备份事务日志6.再向该表中加入若干行再向该表中加入若干行7.人为制造故障人为制造故障(Stop服务器后，删除数据库文服务器后，删除数据库文件，再件，再Restart)8.恢复到故障点恢复到故障点华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7110.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术1.建表、备份设备建表、备份设备create table t(no int not null primary key,moment datetime)EXEC sp_addumpdevice disk,mydiskdump,c:demodump1.bakEXEC sp_addumpdevice disk,mylogdump,c:demodump2.bak2.在表中加入行在表中加入行(执行事务操作执行事务操作)declare i intselect i=1while i=3 begin insert into t values(i,cast(getdate()as char(20)select i=i+1end华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7210.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术3.备份数据库备份数据库backup database example to mydiskdump4.向该表追加若干行向该表追加若干行参考参考2,再添第再添第4-至第至第7行数据行数据差异备份差异备份*BACKUP DATABASE example TO MyDiskDump WITH DIFFERENTIAL(仅作示范，本例恢复时未用此数据仅作示范，本例恢复时未用此数据)5.备份事务日志备份事务日志BACKUP LOG example TO MyLogDump16.再向该表中加入若干行再向该表中加入若干行7.人为制造故障人为制造故障(Stop服务器后，删除数据库文件，再服务器后，删除数据库文件，再Restart)华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7310.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术8.恢复到故障点恢复到故障点-备份活动日志备份活动日志BACKUP LOG example TO MyLogDump2 WITH NO_TRUNCATE-还原最新的一份备份还原最新的一份备份RESTORE DATABASE example FROM MyDiskDump WITH NORECOVERY-依次恢复每个备份日志依次恢复每个备份日志RESTORE LOG example FROM MyLogDump1 WITH NORECOVERY-恢复最新备份的事务日志恢复最新备份的事务日志.RESTORE LOG example FROM MyLogDump2 WITH RECOVERY华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7410.1 事务的基本概念事务的基本概念10.2 数据库恢复概述数据库恢复概述10.3 故障的种类故障的种类10.4 恢复的实现技术恢复的实现技术10.5 恢复策略恢复策略10.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像数据库镜像10.8 SQL Server的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结第第10章章 数据库恢复技术数据库恢复技术华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7510.9 小结小结如果数据库只包含成功事务提交的结果，就说数据如果数据库只包含成功事务提交的结果，就说数据库处于一致性状态。保证数据一致性是对数据库的库处于一致性状态。保证数据一致性是对数据库的最基本的要求。最基本的要求。事务是数据库的逻辑工作单位事务是数据库的逻辑工作单位DBMS保证系统中一切事务的原子性、一致性、隔保证系统中一切事务的原子性、一致性、隔离性和持续性离性和持续性DBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障进行必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复恢复恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记日志恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记日志文件文件恢复的基本原理：利用存储在后备副本、日志文件恢复的基本原理：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和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7610.9 小结小结常用的恢复技术：常用的恢复技术：事务故障的恢复事务故障的恢复UNDO系统故障的恢复系统故障的恢复UNDO+REDO介质故障的恢复介质故障的恢复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+REDO华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by7710.9 小结小结提高恢复效率的技术提高恢复效率的技术检查点技术检查点技术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可以在一定程度上提高利用动态转储备份进行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介质故障恢复的效率镜像技术镜像技术镜像镜像技术可以改善介质故障的恢复效率技术可以改善介质故障的恢复效率SQL Server的恢复技术的恢复技术简单简单/完全完全/批量恢复模式批量恢复模式数据库数据库/日志日志/差异备份差异备份华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术 2011 by78第第10章书面作业章书面作业P289习题1,5,7,8,9华中科技大学数据库课件第10章数据库恢复技术