第6章 数据库复技术.pptVIP

第6章 数据库恢复技术 6.1 恢复引论 6.2 恢复的实现技术 6.3 运行记录的结构 6.4 更新事务的执行与恢复 6.5 消息的处理 6.6 故障类型及恢复方法 事务是DBMS中的基本执行单位； 在任何情况下，DBMS都应保证事务的ACID性质。 不但在系统正常运行时应保证事务的ACID性质；而且在系统发生故障时，也应保证事务的ACID性质。 不但在单个应用运行时应保证事务的ACID性质；而且在多个应用并行运行时，也应保证事务的ACID性质。 保证事务在故障发生时满足ACID性质的措施称为恢复技术。 保证多个事务在并行执行时满足ACID性质的措施称为并发控制技术。 恢复和并发控制是保证事务正确运行的两项基本技术，它们被合称为事务管理。 6.1 恢复引论 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性和完整性被破坏，保证并发事务的正确执行。 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可避免的。 这些故障轻则造成运行事务非正常中断，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(恢复子系统)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（亦称为一致状态或完整状态）的功能，这就是数据库的恢复。 6.2 恢复的实现技术 概述 恢复机制涉及的两个关键问题是： 第一，如何建立冗余数据； 第二，如何利用这些冗余数据实施数据库恢复。 建立冗余数据最常用的技术是数据备份和建立运行记录（log）。通常在一个数据库系统中，这两种方法是一起使用的。 6.2 恢复的实现技术 恢复技术 (1) 单纯以后备复本为基础的恢复技术 这是从文件系统继承过来的恢复技术，即周期性的把磁盘上的数据库转储到磁带上。转储到磁带上的数据库复本称为后备复本。 静态转储、动态转储 海量转储、增量转储 当数据库遭到破坏后可以将后备复本重新装入，但重装后备复本只能将数据库恢复到最近后备复本的一致状态，要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运行自最近后备复本以后的所有更新事务。 6.2 恢复的实现技术 例如在下图中，系统在Ta时刻停止运行事务进行数据库转储，在Tb时刻转储完毕，得到Tb时刻的数据库一致性复本。 系统运行到Tf时刻发生故障。为恢复数据库，首先由ＤＢＡ重装数据库后备复本，将数据库恢复至Tb时刻的状态，然后重新运行自Tb时刻至Tf时刻的所有更新事务，这样就把数据库恢复到故障发生前的一致状态。 6.2 恢复的实现技术 转储是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。DBA应该根据数据库的使用情况确定一个适当的转储周期。 转储可分为脱机(off line)转储和联机(on line)转储两种方式。 脱机转储是在转储过程中数据库系统处于脱机状态，即在转储过程中数据库系统不再接受应用程序的访问，因此，脱机转储又称为静态转储。 联机转储是在转储过程中数据库系统处于联机状态，即在进行转储的同时数据库系统还可接受应用程序的访问因此，联机转储又称为动态转储。 转储还可以分为海量转储和增量转储两种方式。 海量转储是指每次转储全部数据库。 增量转储则指每次只转储上一次转储后更新过的数据。 从恢复角度看，使用海量转储得到的后备复本进行恢复一般说来会更方便些。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。 6.2 恢复的实现技术 (2) 以后备复本和运行记录为基础的恢复技术 运行记录是供恢复用的数据库运行情况的记录。它一般包括下列3个内容。 1 前像 当数据库被一个事务更新时，所涉及的物理块更新前的映像称为该事务的前像（before image，简称BI）。 2 后像 当数据库被一个事务更新时，所涉及的物理块更新后的映像称为该事务的后像（after image，简称AI）。 3 事务状态 记录每个事务的状态，以便在恢复时做不同的处理。 基于后备复本与运行记录的恢复如图7-4所示。 向后恢复(backward recovery)； 向前恢复 (forward recovery)。 6.2 恢复的实现技术 (3)基于多复本的恢复技术 如果系统中有多个数据库复本，而且这些复本具有独立的失效模式，则可利用这些复本互为备份，用于恢复。所谓独立失效模式是指各个复本不致因同一故障而一起失效。 6.3 运行记录结构 6.3运行记录结构 下面列出运行记录中的一些基本内容。 前像文件 后像文件 活动事务列表（ATL） 已提交事务列表（CTL） 对恢复来说，只要保留最近后备复本以后的运行记录。可以采取下列措施。 1 不保留已提交事务的前像 2 有选择性地保留后像 3 合并后像 6