数据库恢复和并发控制.ppt

第七章 数据库恢复技术 7.1.1 事务 事务Transaction 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 事务和程序的关系 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 定义事务 BEGIN TRANSACTION开头：事务开始 COMMIT结束：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永久生效 ROLLBACK结束：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， 撤销事务的所有更新操作 事务滚回到开始时的状态 7.1.3事务的特性 事务的ACID特性 原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ） 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 2.一致性 事务执行的结果必须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 【举例】 3.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 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——一个事务在进入提交状态以前，它对数据库的更新不可由其它事务读取 并发执行的各个事务之间不能互相干扰 4.持续性 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 7.2 数据库恢复 数据库恢复 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 数据库的恢复：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 7.3 故障的种类 7.3.1 事务内部的故障 ——不破坏数据库 事务没有达到预期的终点（COMMIT或者显式的ROLLBACK） 常见原因: ①输入数据有误 ②运算溢出 ③违反了某些完整性限制 ④某些应用程序出错 ⑤并行事务发生死锁 事务故障的恢复：撤消事务（UNDO） 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 强行回滚（ROLLBACK）该事务 撤销该事务对数据库的所有修改，使得这个事务好像根本没有启动一样 7.3.2 系统故障——不破坏数据库 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 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 7.3.3 介质故障——破坏数据库 硬故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失，影响正在存取这部分数据的所有事务 介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性大得多 7.4 恢复的实现技术 恢复 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 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 建立冗余数据的方法 数据转储 登录日志文件 7.4.1 数据转储 转储 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 图7.2 转储方式 静态转储 动态转储 转储方式——静态转储 在系统中无运行事务时进行的转储操作 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——转储必须等用户事务结束、新的事务必须等转储结束 转储方式——动态转储 转储期间允许对数据库进行存取或修改，转储操作与用户事务并发进行 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 动态转储的缺点——不能保证副本中的数据正确有效 动态转储+日志文件：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 海量转储和增量转储 海量转储: 每次转储全部数据库 增量转储: 只转储上次转储后更新过的数据 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 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 数据转储分类 7.4.2 日志文件 日志文件 日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件 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 1、以记录为单位日志文件内容 各个事务的开