【正文】 Principles and Application of Database 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 Principles and Application of Database 第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)及 SQL Server的恢復(fù)機(jī)制 Principles and Application of Database 第三篇 系統(tǒng)篇 ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是由 DBMS統(tǒng)一管理和控制的 ， 為了適應(yīng)數(shù)據(jù)共享的環(huán)境 ， DBMS必須提供數(shù)據(jù)保護(hù)能力 ， 以保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全可靠和正確有效 。 ? 數(shù)據(jù)保護(hù) ?安全性 ?完整性 ?并發(fā)控制 ?數(shù)據(jù)庫恢復(fù) Principles and Application of Database 第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 事務(wù)的基本概念 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 故障的種類 恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù) 恢復(fù)策略 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 數(shù)據(jù)庫鏡像 小結(jié) Principles and Application of Database 事務(wù)的基本概念 一、什么是事務(wù) 二、如何定義事務(wù) 三、事務(wù)的特性 Principles and Application of Database 一、什么是事務(wù) ? 事務(wù) (Transaction)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個不可分割的工作單位 ? 事務(wù)和程序是兩個概念 ? 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，一個事務(wù)可以是一條 SQL語句，一組 SQL語句或整個程序 ? 一個應(yīng)用程序通常包含多個事務(wù) ? 事務(wù)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位 Principles and Application of Database 二、如何定義事務(wù) ? 顯式定義方式 BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION SQL 語句 1 SQL 語句 1 SQL 語句 2 SQL 語句 2 。 。 COMMIT ROLLBACK ? 隱式方式 當(dāng)用戶沒有顯式地定義事務(wù)時， DBMS按缺省規(guī)定自動劃分事務(wù) Principles and Application of Database 事務(wù)結(jié)束 COMMIT 事務(wù)正常結(jié)束 提交 事務(wù)的所有操作（ 讀 +更新 ） 事務(wù)中所有對數(shù)據(jù)庫的更新 永久 生效 ROLLBACK 事務(wù)異常終止 ? 事務(wù)運(yùn)行的過程中發(fā)生了故障，不能繼續(xù)執(zhí)行 回滾事務(wù)的所有 更新 操作 ? 事務(wù)滾回到 開始 時的狀態(tài) Principles and Application of Database 三、事務(wù)的特性 (ACID特性 ) 事務(wù)的 ACID特性： ? 原子性（ Atomicity） ? 一致性（ Consistency） ? 隔離性（ Isolation） ? 持續(xù)性（ Durability ） Principles and Application of Database 1. 原子性 ?事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位 ?事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做 Principles and Application of Database 2. 一致性 事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個 一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài) 一致性狀態(tài)： 數(shù)據(jù)庫中只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果 不一致狀態(tài)： 數(shù)據(jù)庫中包含失敗事務(wù)的結(jié)果 Principles and Application of Database 一 致性與原子性 銀行轉(zhuǎn)帳：從帳號 A中取出一萬元，存入帳號 B。 ?定義一個事務(wù)，該事務(wù)包括兩個操作 ?這兩個操作要么全做，要么全不做 ? 全做或者全不做，數(shù)據(jù)庫都處于一致性狀態(tài)。 ? 如果只做一個操作，數(shù)據(jù)庫就處于不一致性狀態(tài) 。 B A B=B+1 A=A1 Principles and Application of Database 3. 隔離性 對并發(fā)執(zhí)行而言 一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾 ? 一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務(wù)是隔離的 ? 并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾 Principles and Application of Database T1的修改被 T2覆蓋了！ 讀 A=16 A←A 3 寫回 A=13 ① 讀 A=16 ② ③ A←A 1 寫回 A=15 ④ T2 T1 Principles and Application of Database 4. 持續(xù)性 ? 持續(xù)性也稱永久性（ Permanence） ?一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。 ?接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。 Principles and Application of Database 事務(wù)的特性 ? 保證事務(wù) ACID特性是事務(wù)處理的任務(wù) ? 破壞事務(wù) ACID特性的因素 ? 多個事務(wù)并行運(yùn)行時，不同事務(wù)的操作交叉執(zhí)行 ? 事務(wù)在運(yùn)行過程中被強(qiáng)行停止 Principles and Application of Database 第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 事務(wù)的基本概念 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 故障的種類 恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù) 恢復(fù)策略 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 數(shù)據(jù)庫鏡像 小結(jié) Principles and Application of Database 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 ? 故障是不可避免的 ? 計算機(jī)硬件故障 ? 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的錯誤 ? 操作員的失誤 ? 惡意的破壞 ? 故障的影響 ? 運(yùn)行事務(wù)非正常中斷 ? 破壞數(shù)據(jù)庫 Principles and Application of Database 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述（續(xù)） ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對故障的對策 ?DBMS提供恢復(fù)子系統(tǒng) ?保證故障發(fā)生后，能把數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某種邏輯一致的狀態(tài) ?保證事務(wù) ACID ? 恢復(fù)技術(shù)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo) Principles and Application of Database 第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 事務(wù)的基本概念 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 故障的種類 恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù) 恢復(fù)策略 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 數(shù)據(jù)庫鏡像 小結(jié) Principles and Application of Database 故障的種類 ?事務(wù)故障 ?系統(tǒng)故障 ?介質(zhì)故障 Principles and Application of Database 一、事務(wù)故障 ? 什么是事務(wù)故障 ?某個事務(wù)在運(yùn)行過程中由于種種原因未運(yùn)行至正常終止點(diǎn)就夭折了 ? 事務(wù)故障的常見原因 ?輸入數(shù)據(jù)有誤 ?運(yùn)算溢出 ?違反了某些完整性限制 ?某些應(yīng)用程序出錯 ?并行事務(wù)發(fā)生死鎖 ?…… Principles and Application of Database 事務(wù)故障的恢復(fù) ? 發(fā)生事務(wù)故障時，夭折的事務(wù)可能已把對數(shù)據(jù)庫的部分修改寫回磁盤 ? 事務(wù)故障的恢復(fù)： 撤消事務(wù)（ UNDO） ? 強(qiáng)行回滾（ ROLLBACK）該事務(wù) ? 清除該事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有修改，使得這個事務(wù)象根本沒有啟動過一樣 Principles and Application of Database 二、系統(tǒng)故障 ?什么是系統(tǒng)故障 ?整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行突然被破壞 ?所有正在運(yùn)行的事務(wù)都非正常終止 ?內(nèi)存中數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)的信息全部丟失 ?外部存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)未受影響 Principles and Application of Database 系統(tǒng)故障的常見原因 ? 操作系統(tǒng)或 DBMS代碼錯誤 ? 操作員操作失誤 ? 特定類型的硬件錯誤（如 CPU故障） ? 突然停電 Principles and Application of Database 系統(tǒng)故障的恢復(fù) ? 清除尚未完成的事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有修改 ?系統(tǒng) 重新啟動時 ，恢復(fù)程序要強(qiáng)行撤消（ UNDO）所有未完成事務(wù) ? 將緩沖區(qū)中已完成事務(wù)提交的結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫 ?系統(tǒng) 重新啟動時 ，恢復(fù)程序需要重做（ REDO）所有已提交的事務(wù) Principles and Application of Database 三、介質(zhì)故障 ? 硬件故障使存儲在外存中的數(shù)據(jù)部分丟失或全部丟失 ? 介質(zhì)故障比前兩類故障的可能性小得多，但破壞性大得多 Principles and Application of Database 介質(zhì)故障的常見原因 ? 硬件故障 ?磁盤損壞 ?磁頭碰撞 ?操作系統(tǒng)的某種潛在錯誤 ?瞬時強(qiáng)磁場干擾 Principles and Application of Database 介質(zhì)故障的恢復(fù) ? 裝入 數(shù)據(jù)庫發(fā)生介質(zhì)故障前某個時刻的數(shù)據(jù) 副本 ? 重做自此時始的所有 成功事務(wù) ，將這些事務(wù)已提交的結(jié)果重新記入數(shù)據(jù)庫 Principles and Application of Database 恢復(fù)操作的基本原理 ? 恢復(fù)操作的基本原理： 冗余 ?利用 存儲在系統(tǒng)其它地方的 冗余數(shù)據(jù) 來 重建 數(shù)據(jù)庫中已被破壞或不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù) ? 恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)：復(fù)雜 ?一個大型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，恢復(fù)子系統(tǒng)的代碼要占全部代碼的 10%以上 Principles and Application of Database 第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 事務(wù)的基本概念 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 故障的種類 恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)