【正文】 UNDOLIST中的每個事務(wù)執(zhí)行 UNDO操作 , 對 REDOLIST中的每個事務(wù)執(zhí)行 REDO操作 思考題 一條 update語句只修改一條記錄，如果在前圖第 3步完成后 down機(jī)系統(tǒng)重啟后，是如何處理？ 一條 update語句修改一萬條記錄，如果在修改了 5000條記錄后 down機(jī)系統(tǒng)重啟后，是如何處理？ 數(shù)據(jù)庫鏡像 7 數(shù)據(jù)庫鏡像 ? 介質(zhì)故障是對系統(tǒng)影響最為嚴(yán)重的一種故障，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫的可用性 ? 介質(zhì)故障恢復(fù)比較費(fèi)時 ? 為預(yù)防介質(zhì)故障， DBA必須周期性地轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)庫 ? 提高數(shù)據(jù)庫可用性的解決方案 ? 數(shù)據(jù)庫鏡像（ Mirror） 數(shù)據(jù)庫鏡像（續(xù)） ? 數(shù)據(jù)庫鏡像 ? DBMS自動把整個數(shù)據(jù)庫或其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個磁盤上 ? DBMS自動保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性 (圖 5a) 數(shù)據(jù)庫鏡像的用途 ? 出現(xiàn)介質(zhì)故障時 ? DBMS自動利用鏡像磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)，不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫副本 (圖 5b) ? 沒有出現(xiàn)故障時 ? 可用于并發(fā)操作 (圖 5a) ? 一個用戶對數(shù)據(jù)加排他鎖修改數(shù)據(jù) ? 其他用戶可以讀鏡像數(shù)據(jù)庫上的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫鏡像（續(xù)） 數(shù)據(jù)庫鏡像（續(xù)） ? 由于采用復(fù)制數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)鏡像，而頻繁復(fù)制會導(dǎo)致較低系統(tǒng)運(yùn)行效率。），正常更新記錄 (39。它包含描述對該頁面所做的最近更新日志記錄的 LSN。當(dāng)檢查點(diǎn)檢查到某個頁面時，它將其標(biāo)志位翻轉(zhuǎn)。這個循環(huán)不斷重復(fù)，只要邏輯日志的末端不到達(dá)邏輯日志的始端 ? 從 MinLSN到日志末端的日志文件部分稱為日志的活動部分。 。 ? 客戶端向 SQL Server發(fā)送了一個修改數(shù)量大的事務(wù)，清日志時，該事務(wù)還正在執(zhí)行之中，此事務(wù)所涉及的日志只能等到事務(wù)結(jié)束后，才能被截掉。 ? 事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位 ? DBMS保證系統(tǒng)中一切事務(wù)的原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性 小結(jié)（續(xù)） ? DBMS必須對事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障進(jìn)行恢復(fù) ? 恢復(fù)中最經(jīng)常使用的技術(shù)：數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲和登記日志文件 ? 恢復(fù)的基本原理：利用存儲在后備副本、日志文件和數(shù)據(jù)庫鏡像中的冗余數(shù)據(jù)來重建數(shù)據(jù)庫 小結(jié)（續(xù)） ? 常用恢復(fù)技術(shù) ? 事務(wù)故障的恢復(fù) ?按照日志文件對發(fā)生故障的事務(wù)所作的更新操作做 UNDO。 1 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 2 數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu) 3 故障的種類 4 恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 5 恢復(fù)策略 6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù) 7 數(shù)據(jù)庫鏡像 8 高級的恢復(fù)技術(shù) 9 ARIES算法 10 Sql server的恢復(fù)技術(shù) 11 小結(jié) 第七章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 11 小結(jié) ? 如果數(shù)據(jù)庫只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果，就說數(shù)據(jù)庫處于 一致性狀態(tài) 。但是，諸如長時間運(yùn)行的事務(wù)等各種因素也可能會暫時阻止截斷日志。 ? 檢查點(diǎn)。當(dāng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時，邏輯日志從物理日志文件的始端開始。將這條鏈起點(diǎn)的 LSN寫入數(shù)據(jù)庫根頁 ? 將最小恢復(fù) LSN(MinLSN)保存在檢查點(diǎn)記錄中 ? 將所有未完成的活動事務(wù)列表保存在檢查點(diǎn)記錄中 ? 如果數(shù)據(jù)庫使用的是簡單恢復(fù)模式，則刪除新的 MinLSN之前的所有日志記錄 ? 將所有臟日志和數(shù)據(jù)頁寫入磁盤 ? 將標(biāo)記檢查點(diǎn)末端的記錄寫入日志文件 SQL Server： 生成檢查點(diǎn) ? 檢查點(diǎn)線程遍歷緩沖區(qū)池，按照緩沖區(qū)編號順序掃描頁面，當(dāng)它發(fā)現(xiàn)臟頁時，它將查看與該頁面物理 (磁盤上 )連續(xù)的其他頁面是否也是臟的，這樣它可以進(jìn)行大塊寫操作 ? 如果它看到頁面 5是臟的時，它可能會寫入頁面 2 380、 500等，這些頁面在磁盤上是連續(xù)的，盡管它們在緩沖區(qū)內(nèi)相去甚遠(yuǎn)。 CLR只包含 redo信息，因?yàn)樗鼈儾荒?undo ? UndoNxtLSN ?只在 CLR中出現(xiàn)，它指的是回滾階段要處理的下一個本事務(wù)的日志記錄，也即 UndoNxtLSN是當(dāng)前日志正在彌補(bǔ)的日志記錄的PrevLSN的數(shù)值。這是一個單調(diào)遞增的數(shù)值，記錄越晚產(chǎn)生， lsn值越大 ? Type ? 表示一個記錄是補(bǔ)償日志（ 39。 4. 把檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址寫入一個重新開始文件。 ? 對于靜態(tài)轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫副本，裝入后數(shù)據(jù)庫即處于一致性狀態(tài) ? 對于動態(tài)轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫副本，還須同時裝入轉(zhuǎn)儲時刻的日志文件副本，才能將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到一致性狀態(tài)。 ? 這些備用的數(shù)據(jù)文本稱為后備副本或后援副本。 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 ? 處理方法 ? 預(yù)期故障： 通過在程序中加判斷條件來實(shí)現(xiàn)。 2. 對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。 ? 然后正向掃描日志文件，對重做隊列中的所有事務(wù)進(jìn)行重做處理。因此實(shí)際應(yīng)用只針對關(guān)鍵數(shù)據(jù)和日志文件進(jìn)行鏡像，而不是整個數(shù)據(jù)庫 Advanced Recovery Algorithm 邏輯 Undo日志 ? 一般恢復(fù)技術(shù)要求一旦事務(wù)更新了一個數(shù)據(jù)項(xiàng)，其它事務(wù)都不能更新該數(shù)據(jù)項(xiàng)，直至第一個事務(wù)提交或回滾 ? 嚴(yán)格兩階段封鎖協(xié)議實(shí)施到某些特殊結(jié)構(gòu)如 B+樹索引頁時，并發(fā)性極度下降。update39。在恢復(fù)的 Redo階段，LSN值小于等于 page_LSN值的記錄將不在這頁上 redo ARIES算法 ：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 事務(wù)表 ? 事務(wù)表記錄事務(wù)的狀態(tài) ? TransID：事務(wù)的 ID ? State：事務(wù)的提交狀態(tài) ? LastLSN：事務(wù)所寫的最后一條 LSN ? UndoNxtLSN：在回滾階段下一個記錄的 LSN。如果檢查點(diǎn)碰到具有相反位的頁面，它就跳過該頁面 ? 對于在檢查點(diǎn)期間新近引入的頁面，或者已經(jīng)被檢查點(diǎn)輸出到磁盤但又重新變臟的頁面，都不會被該次檢查點(diǎn)操作寫入 SQL Server： 生成檢查點(diǎn) ? recovery interval選項(xiàng)設(shè)置 SQL Server恢復(fù)數(shù)據(jù)庫所需的最大分鐘數(shù)，默認(rèn)值為 0，表示每個數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)時間不超過 1分鐘 ? 據(jù)此 SQL Server將估計在恢復(fù)時間間隔期間可以處理多少更新的數(shù)據(jù)，從而決定在每一個數(shù)據(jù)庫中 SQL Server何時生成一次檢查點(diǎn)。這是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫完全恢復(fù)所需的日志部分 ? 永遠(yuǎn)不能截斷活動日志的任何部分。為防止日志填滿，數(shù)據(jù)庫需要足夠的日志空間來應(yīng)對日志截斷可能被延遲的情況。 ? 如何處理？ ? 對于第一種情況，只要督促用戶退出應(yīng)用或者提交事務(wù)，系統(tǒng)管理員便可清掉日志。整個恢復(fù)過程由系統(tǒng)自動完成 ? 系統(tǒng)故障的恢復(fù) ?按照日志文件，對在系統(tǒng)故障發(fā)生時已經(jīng)提交的事務(wù)作 REDO ；對故障時還沒有提交的事務(wù)作 UNDO。若該事務(wù)被強(qiáng)行回滾， SQL Server需要做大量的處理工作，往往是正向執(zhí)行時間的幾倍，系統(tǒng)恢復(fù)時間長，可能會影響正常使用的時間。 ? 備份日志 ? 通常，可以使用定期備份日志來定期釋放日志空間以供將來使用。 SQL Server：事務(wù)日志物理構(gòu)架 虛擬日志 1 虛擬日志 2 虛擬日志 3 虛擬日志 4 虛擬日志 5 被截斷 未使用 邏輯日志 的始端 邏輯日志 的末端 MinLSN 最后一個 檢查點(diǎn) 虛擬日志 1 虛擬日志 2 虛擬日志 3 虛擬日志 4 被截斷 邏輯日志 的始端 邏輯日志 的末端 MinLSN 最后一個 檢查點(diǎn) 倒數(shù)第二 個檢查點(diǎn) 簡單恢復(fù)模式下的日志截斷 ? 在簡單恢復(fù)模式下，日志截斷將自動執(zhí)行。但如果沒有空間可以被釋放，則不生成檢查點(diǎn) SQL Server：事務(wù)日志物理構(gòu)架 ? 每個物理日志文件分成許多虛擬日志文件 ? 事務(wù)日志是回繞的日志文件。否則，它用事務(wù)日志的PrevLSN字段查找下一個要被撤消的事務(wù)日志 ? 每當(dāng)一個 update日志記錄被用于撤消， Undo過程產(chǎn)生一個包含 undo執(zhí)行動作（必須是物理邏輯的）的CLR，并將 CLR的 UndoNextLSN設(shè)置為 update日志記錄的 PreLSN值 SQL SERVER恢復(fù)技術(shù) SQL Server： 最小恢復(fù) LSN ? MinLSN是下面這些 LSN中的最小 LSN： ? 檢查點(diǎn)起點(diǎn)的 LSN ? 最舊的活動事務(wù)起點(diǎn)的 LSN LSN 141 LSN 142 LSN 143 LSN 144 LSN 145 LSN 146 LSN 147 LSN 148 開始 Tran1 開始 Tran2 更新 Tran2 檢查點(diǎn) 更新 Tran1 提交 Tran1 檢查點(diǎn) 更新 Tran2 SQL Server： 生成檢查點(diǎn) ? 將標(biāo)記檢查點(diǎn)起點(diǎn)的記錄寫入日志文件 ? 將為檢查點(diǎn)記錄的信息存儲在檢查點(diǎn)日志記錄鏈內(nèi)。對該事務(wù)的第一條日志記錄而言是 0，因此，不需要用一條日志記錄顯式地表示一條事務(wù)的開始 ? PageID ? 只在 Update和 pensation類型的記錄中出現(xiàn)，它記錄本記錄所所做更新的頁面的標(biāo)記 ARIES算法 ：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? Data ?這是描述欲更新的 redo和 /或 undo數(shù)據(jù)。 ARIES算法 ARIES算法 ：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 日志記錄的基本格式 ? LSN ? 在增長的日志記錄空間中的日志記錄的第一個字節(jié)的地址。 3. 將當(dāng)前 數(shù)據(jù) 緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)記錄寫入磁盤的數(shù)據(jù)庫中。 事務(wù)故障恢復(fù) 反向撤銷事務(wù)操作 T0, A, 1000, 950 T0, A, 950, 900 A=900 故障發(fā)生點(diǎn) T0, A, 1000, 950 undoT0, A, 950, 900 A=950 正向撤銷事務(wù)操作 undoT0, A, 1000, 950 T0, A, 950, 900 A=1000 undoT0, A, 1000, 950 T0, A, 950, 900 A=1000 T0, A, 1000, 950 undoT0, A, 95