数据库武大版7章数据库恢复技术ppt课件.ppt

《数据库武大版7章数据库恢复技术ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据库武大版7章数据库恢复技术ppt课件.ppt（108页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、数据库武大版7章数据库恢复技术ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第三篇 系统篇 数数据据库库系系统统中中的的数数据据是是由由DBMS统统一一管管理理和和控控制制的的，为为了了适适应应数数据据共共享享的的环环境境，DBMS必必须须提提供供数数据据保保护护能力，以保证数据库中数据的安全可靠和正确有效。能力，以保证数据库中数据的安全可靠和正确有效。数据保护数据保护安全性安全性完整性完整性并发控制并发控制数据库恢复数据库恢复第三篇 系统篇 第七章第

2、七章 数据库恢复技术数据库恢复技术第八章第八章 并发控制并发控制第九章第九章 数据库安全性数据库安全性第十章第十章 数据库完整性数据库完整性第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.1 事务的基本概念一、什么是事务一、什么是事务二、如何定义事务二、如何定义事务三、事务的特性三、事务的特性一、什么是事务事务事务(Transa

3、ction)是用户定义的一个数据库操作序列，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工作单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，一组语句，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

4、 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事务结束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三、事

5、务的特性(ACID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）1.原子性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2.一致性事务执行的结果必须是使数据库从一个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一致性状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

6、库中包含失败事务的结果数据库中包含失败事务的结果一致性与原子性银行转帐：从帐号银行转帐：从帐号A中取出一万元，存入帐号中取出一万元，存入帐号B。定义一个事务，该事务包括两个操作定义一个事务，该事务包括两个操作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。B=B+1 A=A-1BA3.隔离性对并发执行而言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

7、发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事务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T1的修改被T2覆盖了！读读A=16AA-3写回写回A=13 读读A=16 AA-1 写回写回A=15T2T14.持续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。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。果有任何影响。事务的特性 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

8、理的任务破坏事务破坏事务ACID特性的因素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事务在运行过程中被强行停止第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.2 数据库恢复概述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

9、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数据库恢复概述（续）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第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障

10、的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结一、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至正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发生死锁并行事务发生死锁。事务故障的恢复发生事务故障时，夭折的事务可能已把发生事务故障时，

11、夭折的事务可能已把对数据库的部分修改写回磁盘对数据库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这个事务象根本没有启动过一样二、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系统故障的常见原

12、因操作系统或操作系统或DBMS代码错误代码错误操作员操作失误操作员操作失误特定类型的硬件错误（如特定类型的硬件错误（如CPU故障）故障）突然停电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7.3 故障的种类事务故障事务故障系统故障系统故障介质故障介

13、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硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失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介质故障的常见原因硬件故障硬件故障磁盘损坏磁盘损坏磁头碰撞磁头碰撞操作系统的某种潜在错误操作系统的某种潜在错误瞬时强磁场干扰瞬时强磁场干扰介质故障的恢复装入数据库发生介质故障前某个时刻的装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本数据副本重做自此时始的所有成功事务，将这些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事务已提交的结果重新记入数据库恢复操作的基本原理恢复操作

14、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建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一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部代码的占全部代码的10%以上以上第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像

15、7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.4 恢复的实现技术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）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7.4.1 数据转储一、什么是转储一、什么是转储二、转储的用途二、转储的用途三、转储方法三、转储方法一、什么是转储转储是指转储是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一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。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。这些备用的

16、数据文本称为后备副本或后援副本。转储 故障发生点故障发生点 转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 重新运行事务重新运行事务恢复恢复 三、转储方法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1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转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动取、修改活动优点：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

17、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利用静态转储副本进行恢复 故障发生点故障发生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 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动态转储利用

18、动态转储得到的副本进行故障恢复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恢复到某一时刻的正确状态利用动态转储副本进行恢复 运运行行事事务务 故障发生点故障发生点 动态动态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf重装后备副本重装后备副本 利用日志文件恢复利用日志文件恢复恢复恢复 利用动态转储副本进行恢复 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储

19、转储 运行事务运行事务 故障发生点故障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态2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本进行恢复往往更方便但如果数据库很大，事务处理又十分频

20、繁，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则增量转储方式更实用更有效3转储方法小结转储方法分类转储方法分类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转储策略应定期进行数据转储，制作后备副本。应定期进行数据转储，制作后备副本。但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。DBA应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期和应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期和转储方法。转储方法

21、。例：例：每天晚上进行动态增量转储每天晚上进行动态增量转储每周进行一次动态海量转储每周进行一次动态海量转储每月进行一次静态海量转储每月进行一次静态海量转储7.4 恢复的实现技术7.4.1 数据转储数据转储7.4.2 登记日志文件登记日志文件7.4.2 登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容二、日志文件的用途二、日志文件的用途三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则一、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是用来记录事务对数据库的更新操作的文件更新操作的文件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

22、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日志文件的内容（续）3.日志文件内容日志文件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日志文件中的一个日志记录日志文件中的一个日志记录(log record)4.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

23、新前数据的旧值（对插入操作而言，此项为空值）更新前数据的旧值（对插入操作而言，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）5.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（标明是哪个事务）事务标识（标明是哪个事务）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）操作而言，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,此项为空值）此项为空值）二、日志文件的用途1用途用途进行事务

24、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日志文件的用途（续）2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这些日志文件副本对已完成的事务进行重做处理理这样不必重新运行那些已完成的事务程序就可这样不必重新运行那些已完成的事务程序就可把

25、数据库恢复到故障前某一时刻的正确状态把数据库恢复到故障前某一时刻的正确状态日志文件的用途（续）故障发生点故障发生点 静态转储静态转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb TfTb Tf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 利用日志文件恢复事务利用日志文件恢复事务 继续运行继续运行介质故障恢复介质故障恢复 登登记记日日志志文文件件 日志文件的用途（续）3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复后备副

26、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。到一致性状态。利用这些日志文件副本进一步恢复事务，避免重新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。运行事务程序。三、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，后写数据库写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录 写到日志文件写到日志文件写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中写数据库操

27、作：把对数据的修改写到数据库中登记日志文件的原则（续）为什么要先写日志文件为什么要先写日志文件写数据库和写日志文件是两个不同的操作写数据库和写日志文件是两个不同的操作在这两个操作之间可能发生故障在这两个操作之间可能发生故障如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并操作，并不会影响数据库的正确性不会影响数据库的正确

28、性第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.5 恢复策略7.5.1 事务故障的恢复事务故障的恢复7.5.2 系统故障的恢复系统故障的恢复7.5.3 介质故障的恢复介质故障的恢复7.5.1 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

29、撤消由恢复子系统应利用日志文件撤消（UNDO）此事务已对数据库进行的修改）此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，不需要用户事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干预干预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

30、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）事务故障的恢复步骤3.继续反向扫描日志文件，查找该事务的继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样处理。其他更新操作，并做同样处理。4.如此处理下去，直至读到此事务的开始如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。标记，事务故障恢复就完成了。7.5.2 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

31、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没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，自动完成，不需要用户干预不需要用户干预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 T1,T3,T8.Undo队列队列:故障发生时尚未完成的

32、事务故障发生时尚未完成的事务 T2,T4,T5,T6,T7,T9 .系统故障的恢复步骤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事务的更事务的更 新操作执行逆操作新操作执行逆操作 T2,T4,T5,T6,T7,T9 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事务重新事务重新 执行登记的操作执行登记的操作 T1,T3,T8.7.5.3 介质故障的恢复1.重装数据库，重装数据库，使数据库恢复到一致性状态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

33、的事务7.5.3 介质故障的恢复恢复步骤恢复步骤1.装入最新的后备数据库副本，使数据库恢复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。到最近一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即处于一致性状态对于动态转储的数据库副本，还须同时装入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，利用与恢复系统转储时刻的日志文件副本，利用与恢复系统故障相同的方法（即故障相同的方法（即REDO+UNDO），才），才能将数据库恢复到一致性状态。能将数据库恢复到一致性状态。利用静态转储副本将数据库恢复到

34、一致性状态 故障发生点故障发生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 利用动态转储副本将数据库恢复到一致性状态 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复重装后备副本，然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态介质故障的恢复（续）2.装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。

35、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，将其记入重做队列。事务的标识，将其记入重做队列。然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有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。即将日志记录中事务进行重做处理。即将日志记录中“更新后更新后的值的值”写入数据库。写入数据库。介质故障的恢复（续）介质故障的恢复需要介质故障的恢复需要DBA介入介入DBA的工作的工作重装最近转储的数据库副本和有关的各日志重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本文件副本执行系统提供的恢复命令执行系统提供的恢复命令具

36、体的恢复操作仍由具体的恢复操作仍由DBMS完成完成第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.6 具有检查点的恢复技术一、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

37、执行，浪费了大量时处理：重新执行，浪费了大量时间间解决方案具有检查点（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恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护日志维护日志二、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建立检查点时刻所有正在执行的事务清单单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

38、文件中的地址在检查点 维护日志文件1.将当前日志缓冲区中的所有日志记录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。写入磁盘的日志文件上。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将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中。磁盘的数据库中。4.把检查点记录在日志文件中的地址写入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。一个重新开始文件。建立检查点定期定期按照预定的一个时间间隔按照预定的一个时间间隔不定期不定期按照某种规则，如日志文件已写满一按照某种规则，如日志文件已写满一半建立一个检查点半建立一个检查点三、

39、利用检查点的恢复策略当事务当事务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操作操作利用检查点的恢复策略（续）Tc(检查点检查点)Tf(系统故障系统故障)REDOUNDOUNDO REDOT2T3T4T5不要不要REDOT1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由该地址在日志文件中找到最后一个检查点记录录利用检查

40、点的恢复策略（续）2.由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正在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执行的事务清单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队队列，列，REDO队列暂为空。队列暂为空。利用检查点的恢复策略（续）3.从检查点开始正向扫描日志文件，直到日志文从检查点开始正向扫描日志文件，直到日志文件结束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-L

41、IST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操作操作第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.7 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

42、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必须周期性地转储必须周期性地转储数据库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（续）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复制到另一个磁盘上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(图图7.5a)数据库镜像的用途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自动利用镜像磁盘数据进

43、行数据库的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本恢复，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锁修改数据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据其他用户可以读镜像数据库上的数据数据库镜像（续）第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的

44、恢复技术7.9 小结小结7.8 Oracle的恢复技术1.转储转储2.登记日志文件登记日志文件7.8 Oracle的恢复技术：转储转储后备副本的方法转储后备副本的方法文件拷贝文件拷贝EXPORT实用程序实用程序用用SQL命令命令SPOOL自己编程实现自己编程实现重装后备副本的方法文件拷贝文件拷贝IMPORT实用程序实用程序SQL*LOADER实用程序实用程序自己编程实现自己编程实现2.登记日志文件ORACLE V.5：以数据块为单位：以数据块为单位ORACLE V.7：REDO日志日志+回滚段回滚段ORACLE V.5的恢复技术日志文件以数据块为单位，恢复操作不是日志文件以数据块为单位，恢复操

45、作不是基于操作，而是基于数据块基于操作，而是基于数据块将更新前的旧值与更新后的新值分别放在将更新前的旧值与更新后的新值分别放在两个不同的日志文件中两个不同的日志文件中记录数据库更新前旧值的日志文件称为记录数据库更新前旧值的日志文件称为数据库前像文件（数据库前像文件（Before Image，简，简称称BI文件）文件）记录数据库更新后新值的日志文件称为记录数据库更新后新值的日志文件称为数据库的后像文件（数据库的后像文件（After Image，简，简称称AI文件）文件）OracleV.5 的恢复技术（续）BI文件是必须的，文件是必须的，AI文件是任选的文件是任选的没有没有AI文件：只能执行文件：

46、只能执行UNDO处理，不处理，不能执行能执行REDO处理处理Oracle v.7的恢复技术（续）REDO日志文件：更新数据的前像和后像日志文件：更新数据的前像和后像回滚段回滚段(Rollback Segment）：记录尚未完成）：记录尚未完成的更新事务的更新数据的前像的更新事务的更新数据的前像事务故障恢复事务故障恢复根据回滚段中的数据，撤消该事务的操作根据回滚段中的数据，撤消该事务的操作Oracle V.7 的恢复技术（续）系统故障恢复系统故障恢复首先扫描首先扫描REDO日志文件，重做所有操作，日志文件，重做所有操作，并对更新操作建立回滚段数据。当遇到提交并对更新操作建立回滚段数据。当遇到提交

47、记录，取消相应回滚段中数据。记录，取消相应回滚段中数据。再根据回滚段中的数据，撤消未正常提交的再根据回滚段中的数据，撤消未正常提交的事务的操作（图事务的操作（图7.6）优点：只需要扫描日志文件一遍优点：只需要扫描日志文件一遍Oracle的恢复技术（续）图图7.6 Oracle的恢复过程的恢复过程(a)发生故障，事务非正常终止发生故障，事务非正常终止 TaTfT1T3T2T44时间时间Oracle的恢复技术（续）(b)利用利用REDO文件，重做所有操作文件，重做所有操作 时间时间T1T3T2T44Oracle的恢复技术（续）(c)利用回滚段撤消未提交的事务数据库恢复到一致性状态利用回滚段撤消未提

48、交的事务数据库恢复到一致性状态 时间时间T1T2Oracle的恢复技术（续）ORACLE V.7的恢复技术的恢复技术(续续)介质故障恢复介质故障恢复重装数据库后备副本文件，恢复到转储重装数据库后备副本文件，恢复到转储时的数据库一致性状态时的数据库一致性状态利用在此之后转储的利用在此之后转储的REDO日志文件副本日志文件副本将数据库恢复到最近点将数据库恢复到最近点(类似于系统故障类似于系统故障恢复恢复)第七章 数据库恢复技术7.1 事务的基本概念事务的基本概念7.2 数据库恢复概述数据库恢复概述7.3 故障的种类故障的种类7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术7.5 恢复策略恢复策略7.6 具有检

49、查点的恢复技术具有检查点的恢复技术7.7 数据库镜像数据库镜像7.8 Oracle的恢复技术的恢复技术7.9 小结小结7.9 小结如果数据库只包含成功事务提交的结果，就说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。数据库的最基本的要求。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、一致保证系统中一切事务的原子性、一致性、隔离性和持续性性、隔离性和持续性小结（续）DBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复进行恢复恢复

50、中最经常使用的技术：数据库转储和登记恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记日志文件日志文件恢复的基本原理：利用存储在后备副本、日志恢复的基本原理：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文件和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库小结（续）常用恢复技术常用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小结（续）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