【文章內(nèi)容簡介】 T7, T9 …... 系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟 2. 對 Undo隊列事務(wù)進行 UNDO處理 反向掃描日志文件，對每個 UNDO事務(wù)的更 新操作執(zhí)行逆操作 T2, T4, T5, T6, T7, T9 …… 3. 對 Redo隊列事務(wù)進行 REDO處理 正向掃描日志文件，對每個 REDO事務(wù)重新 執(zhí)行登記的操作 T1, T3, T8….. 系統(tǒng)故障恢復(fù) T0 start T0, A, 1000, 950 T0, B, 2021, 2050 T0 mit T1 start T1, C, 700, 600 T0圓滿事務(wù)， T1夭折事務(wù) undoT1, C, 700, 600 A=950,B=2050,C=700 redoT0, A, 1000, 950 redoT0, B, 2021, 2050 A=950,B=2021,C=700 介質(zhì)故障的恢復(fù) 1. 重裝數(shù)據(jù)庫， 使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到一致性狀態(tài) 2. 重做已完成的事務(wù) 介質(zhì)故障的恢復(fù) ?恢復(fù)步驟 1. 裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫副本，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到最近一次轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)。 ? 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)。 介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)） 2. 裝入有關(guān)的日志文件副本，重做已完成的事務(wù)。 ? 首先掃描日志文件，找出故障發(fā)生時已提交的事務(wù)的標識，將其記入重做隊列。 ? 然后正向掃描日志文件，對重做隊列中的所有事務(wù)進行重做處理。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫。 介質(zhì)故障的恢復(fù)（續(xù)） 介質(zhì)故障的恢復(fù)需要 DBA介入 ? DBA的工作 ? 重裝最近轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫副本和有關(guān)的各日志文件副本 ? 執(zhí)行系統(tǒng)提供的恢復(fù)命令 ? 具體的恢復(fù)操作仍由 DBMS完成 具有檢查點的恢復(fù)技術(shù) 6 具有檢查點的恢復(fù)技術(shù) 一、問題的提出 二、檢查點技術(shù) 三、利用檢查點的恢復(fù)策略 一、問題的提出 ? 兩個問題 ? 搜索整個日志將耗費大量的時間 ? REDO處理：重新執(zhí)行，浪費了大量時間 解決方案 ? 具有檢查點（ checkpoint）的恢復(fù)技術(shù) ? 在日志文件中增加檢查點記錄 （ checkpoint） ? 增加重新開始文件 ? 恢復(fù)子系統(tǒng)在登錄日志文件期間動態(tài)地維護日志 二、檢查點技術(shù) ? 檢查點記錄的內(nèi)容 ? 1. 建立檢查點時刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單 ? 2. 這些事務(wù)最近一個日志記錄的地址 ? 重新開始文件的內(nèi)容 ? 記錄各個檢查點記錄在日志文件中的地址 在檢查點 維護日志文件 1. 將當前 日志 緩沖區(qū)中的所有日志記錄寫入磁盤的日志文件上。 2. 在日志文件中寫入一個檢查點記錄。 3. 將當前 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。 4. 把檢查點記錄在日志文件中的地址寫入一個重新開始文件。 建立檢查點 ? 定期 ? 按照預(yù)定的一個時間間隔 ? 不定期 ? 按照某種規(guī)則，如日志文件已寫滿一半建立一個檢查點 三、利用檢查點的恢復(fù)策略 ? 當事務(wù) T在一個檢查點之前提交 T對數(shù)據(jù)庫所做的修改已寫入數(shù)據(jù)庫 ? 在進行恢復(fù)處理時，沒有必要對事務(wù) T執(zhí)行 REDO操作 利用檢查點的恢復(fù)策略（續(xù)） Tc (檢查點 ) Tf(系統(tǒng)故障 ) REDO UNDO UNDO REDO T2 T3 T4 T5 不要 REDO T1 利用檢查點的 恢復(fù)步驟 1. 從重新開始文件中找到最后一個檢查點記錄在日志文件中的地址 2 由該地址在日志文件中找到最后一個檢查點記錄 利用檢查點的恢復(fù)策略（續(xù)） 務(wù)清單 ACTIVELIST ? 建立兩個事務(wù)隊列 ?UNDOLIST ?REDOLIST ? 把 ACTIVELIST暫時放入 UNDOLIST隊列， REDO隊列暫為空。 利用檢查點的恢復(fù)策略（續(xù)） ，直到日志文件結(jié)束 ? 如有新開始的事務(wù) Ti，把 Ti暫時放入 UNDOLIST隊列 ? 如有提交的事務(wù) Tj，把 Tj從 UNDOLIST隊列移到 REDOLIST隊列 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)影響最為嚴重的一種故障，嚴重影響數(shù)據(jù)庫的可用性 ? 介質(zhì)故障恢復(fù)比較費時 ? 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)實現(xiàn)鏡像，而頻繁復(fù)制會導(dǎo)致較低系統(tǒng)運行效率。因此實際應(yīng)用只針對關(guān)鍵數(shù)據(jù)和日志文件進行鏡像，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，其它事務(wù)都不能更新該數(shù)據(jù)項，直至第一個事務(wù)提交或回滾 ? 嚴格兩階段封鎖協(xié)議實施到某些特殊結(jié)構(gòu)如 B+樹索引頁時，并發(fā)性極度下降。為提高并發(fā)性，可以使用非兩段方式使鎖較早釋放 ? 如果事務(wù) T向 B+樹插入了一項，在插入操作結(jié)束后但在事務(wù)提交前釋放了某些鎖。在鎖釋放后，其它事務(wù)可執(zhí)行插入或刪除操作，于是造成對 B+樹結(jié)點的進一步改變 ? 如果使用 物理 undo執(zhí)行事務(wù)回滾 ， 即事務(wù)回滾時我們將 B+樹內(nèi)部結(jié)點（執(zhí)行插入操作前）的舊值寫回，那么其它事務(wù)在其后執(zhí)行的插入或刪除操作所做的某些更新可能會丟失 ? 插入操作必須通過一個 邏輯 undo來完成，即通過執(zhí)行一次刪除操作撤消 ? For such operations, undo log records should contain the undo operation to be executed ? called logical undo logging, in contrast to physical undo logging. ? Redo information is logged physically (that is, new value for each write) even for such operations ? Logical redo is very plicated since database state on disk may not be “operation consistent” Advanced Recovery Techniques (Cont.) ? Operation logging is done as follows: 1. When operation starts, log Ti, Oj, operationbegin. Here Oj is a unique identifier of the operation instance. 2. While operation is executing, normal log records with physical redo and physical undo information are logged. 3. When operation pletes, Ti, Oj, operationend, U is logged, where U contains information needed to perform a logical undo information. Advanced Recovery Techniques (Cont.) ? If crash/rollback occurs before operation pletes: ? the operationend log record is not found, and ? the physical undo information is used to undo operation. ? If crash/rollback occurs after the operation pletes: ? the operationend log record is found, and in this case ? logical undo is performed using U。 the physical undo information for the operation is ignored. Advanced Recovery Techniques (Cont.) Rollback of transaction Ti is done as follows: ? Scan the log backwards 1. If a log record Ti, X, V1, V2 is found, perform the undo and log a special redoonly log record Ti, X, V1. 2. If a Ti, Oj, operat