【正文】 作序列的調(diào)度是隨機的。（在一個 CPU上，利用分時方法實行多個事務(wù)同時執(zhí)行）。這種情況稱為數(shù)據(jù)庫的不一致性。在該系統(tǒng)中的一個活動序列：① 甲售票員讀出某列車的 車 票余數(shù)為 A， 設(shè)： A=18；② 乙售票員讀出同一列車的車票余數(shù)為 A ，也是： A= 18；③ 甲售票點賣出一張車票，修改車票余數(shù) A=A1， 所以 A＝ 17， 把 A寫回數(shù)據(jù)庫；④ 乙售票點賣出二張車票，修改車票余數(shù) A=A2， 所以 A=16， 把 A寫回數(shù)據(jù)庫。對并發(fā)操作如果不進行合適的控制，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的不一致性。 一、并發(fā)操作帶來的三個問題并發(fā)操作、封鎖帶來的若干問題，兩段封鎖法。死鎖，并發(fā)調(diào)度、串行調(diào)度、并發(fā)調(diào)度的可串行化，并發(fā)操作帶來的三個問題， X鎖、 PX協(xié)議 …, 活鎖、教學(xué)內(nèi)容：3 數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制 持久性由 DBMS的恢復(fù)管理子系統(tǒng)實現(xiàn)的。 返回持久性（ Durability） 一個事務(wù)一旦完成全部操作后，它對數(shù)據(jù)庫的所有更新應(yīng)永久地反映在數(shù)據(jù)庫中。 即：多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，保證執(zhí)行結(jié)果是正確的， 如同單用戶環(huán)境一樣。 在系統(tǒng)運行時，由 DBMS的完整性子系統(tǒng)執(zhí)行測試任務(wù)。 返回 一致性（ Consistency） 一個事務(wù)獨立執(zhí)行的結(jié)果，應(yīng)保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的一致性， 即數(shù)據(jù)不會應(yīng)事務(wù)的執(zhí)行而遭受破壞。 這 些操作要么全部 執(zhí) 行，要么什么也不做（就效果而言）。167。在重啟動時，就有可能請求 UNDO／ REDO處理原先根本沒有對數(shù)據(jù)庫做過的修改。 五、運行記錄（日志記錄）優(yōu)先原則為了安全， 定義 “ 運行記錄優(yōu)先原則 ” 包含以下兩點：① 至少要等相應(yīng)運行記錄（日志記錄）已經(jīng)寫入運行日志文件 后，才能允許事務(wù)往數(shù)據(jù)庫中寫記錄；② 直至事務(wù)的所有運行記錄（日志記錄）都已經(jīng)寫入到運行日 志文件后，才能允許事務(wù)完成 COMMIT處理。 ② 對撤銷隊列做 UNDO處理的方法是： 反向掃描日志文件，根據(jù)撤銷隊列的記錄對每一個撤銷 事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，使其恢復(fù)到原狀態(tài)。 點 恢復(fù)步驟 ① 正向掃描日志文件， 建立事務(wù)重做隊列和事務(wù)撤消隊列。寫一個檢查點記錄到磁盤，內(nèi)容包括： ① 檢查點時刻，所有活動事務(wù)； ② 每個事務(wù)最近日志記錄地址。1. 檢查 點 方法 DBMS定 時設(shè) 置 檢查 點 ，在 檢查 點 時，做下列事情：第一步：第二步：第三步：第四步：將日志緩沖區(qū)中的日志記錄寫入磁盤。 在 檢查 點 時 刻才真正做到把 對 DB的修改寫到 磁 盤 ，并在日志文件寫入一條 檢查 點 記錄 (以便恢復(fù) 時 使用 )。這樣就可以將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到故障前某一時刻的一致狀態(tài)。② 儲時的一致狀態(tài)。① 此時恢復(fù)的過程如下： 3．介質(zhì)故障的恢復(fù) 對重做隊列中的各個事務(wù)進行重做（ REDO） 處理即將日志記錄中 “更新前的值 ”寫入數(shù)據(jù)庫。對撤銷隊列中的各個事務(wù)進行撤銷（ UNDO） 處理將其事務(wù)標(biāo)識 記入撤銷隊列 。尚未完成的事務(wù) (有 Ti,START記錄 ,無 Ti,COMMIT記錄 ),錄 ),將其事務(wù)標(biāo)識 記入重做隊列 。找出在故障發(fā)生前 :正向掃描日志文件 (即從頭開始掃描日志文件 ): 已提交事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新還留在緩沖區(qū)沒來得及真正系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫不一致狀態(tài)的原因有兩個： 2．系統(tǒng)故障的恢復(fù)故障恢復(fù)就完成了。④ 作，并做同樣處理。繼續(xù)反向掃描日志文件， 查找該事務(wù)的其他更新操 若記錄中是刪除操作 ,則做插入操作；對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。查找該事務(wù)的更新操作。事務(wù)故障恢復(fù)的具體做法如下 : ① 系統(tǒng)應(yīng)撤銷（ UNDO） 此事務(wù)已對數(shù)據(jù)庫進行的修改。當(dāng)系統(tǒng)運行過程中發(fā)生故障，利用數(shù)據(jù)庫后備副本和日志文件將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到故障前的某個一致性狀態(tài)。轉(zhuǎn)儲 運行事務(wù) 故障發(fā)生點ta tb tf正常運行 重裝后備副本 利用日志文件恢復(fù)事務(wù) 繼續(xù)運行 介質(zhì)故障恢復(fù)登記日志文件 三、恢復(fù)策略 為保證數(shù)據(jù)庫的可恢復(fù)性， 登記日志文件必須遵循兩條原則： ① 登記的次序必須嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時間次序。tf正常運行重裝后備副本 重新運行事務(wù) 恢復(fù)（ Logging） 日志文件是記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。 一旦系統(tǒng)發(fā)生介質(zhì)故障，數(shù)據(jù)庫遭到破壞，可以將副本 重新裝入，把數(shù)據(jù)庫 恢復(fù) 起來。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲 轉(zhuǎn)儲是指 DBA將整個數(shù)據(jù)庫復(fù)制到永久存儲器的過程。一、故障分類 事務(wù)故障 系統(tǒng)故障 介質(zhì)故障 二、 數(shù)據(jù) 庫 恢復(fù) 技術(shù) 恢復(fù)機制涉及的兩個關(guān)鍵問題： 如何建立冗余數(shù)據(jù)；如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實施數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)。2 上述四個性質(zhì)稱為 事務(wù)的 ACID性質(zhì)。 如果用戶沒有顯式地定義事務(wù) ,則由 DBMS按照缺省自動劃分事務(wù)。一般地說：一個程序中包含多個事務(wù)。例：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。167。安全性中的授權(quán)語句 。SQL中完整性約束的實現(xiàn)：斷言、觸發(fā)器技術(shù) 。并發(fā)操作、封鎖帶來的若干問題，并發(fā)調(diào)度的可串行化。安全性的定義、級別，權(quán)限， SQL中的安全性機制。?完整性的定義，完整性子系統(tǒng)的功能，完整性規(guī)則的組成；并發(fā)調(diào)度、串行調(diào)度、并發(fā)調(diào)度的可串行化，兩段封鎖法。并發(fā)操作帶來的三個問題， X鎖、 PX協(xié)議 …, 活鎖、死鎖，恢復(fù)的定義、基本原則和實現(xiàn)方法 ,故障的類型 ,檢查點技術(shù) 。 ??數(shù)據(jù)庫管理 教學(xué)內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫實用教程（第三版）數(shù)據(jù)庫實用教程（第三版）第八章 數(shù)據(jù)庫管理第八章 事務(wù)的定義，事務(wù)的 ACID性質(zhì)，事務(wù)的狀態(tài)變遷圖。??SQL中的三大類完整性約束， SQL3中的觸發(fā)器技術(shù)。?檢查點技術(shù)? ??教學(xué)重點：1 事務(wù)的概念 一、事務(wù)的定義 形成一個邏輯工作單元的數(shù)據(jù)庫操作的匯集 , 稱為事務(wù) (transaction)。 事務(wù)和程序是兩個概念。 事務(wù)的開始和結(jié)束可以由用戶顯式控制。 在 SQL語言中，定義事務(wù)的語句由三條： 事務(wù)開始 : 事務(wù)提交 : 事務(wù)回滾 :BEGIN TRANSACTIONCOMMITROLLBACK二、事務(wù)的 ACID性質(zhì) 為 了保 證 數(shù)據(jù)完整性（數(shù)據(jù)是正確的），要求事 務(wù) 具有下列四個性 質(zhì) ： 原子性 （ Atomicity） 一致性 （ Consistency） 隔離性 （ Isolation） 持久性 （ Durability）。 三、事務(wù)的狀態(tài)變遷BEGINTRANSATIONABORTABORT活動失敗局部提交 提交異常終止ENDTRANSATION COMMITROLLBACK167。數(shù)據(jù)庫的恢復(fù) DBMS的恢復(fù)管理子系統(tǒng) : 采取一系列措施保證在任何情況下保持事務(wù)的原子性和 持久性，確保數(shù)據(jù)不丟失、不破壞； 當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時，數(shù) 據(jù)庫可恢復(fù)到正確狀態(tài)。 建立冗余數(shù)據(jù)最常用的技術(shù)是數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件。 這些備用的數(shù)據(jù)文本稱為后備副本或后援副本。轉(zhuǎn)儲 運行事務(wù) 故障發(fā)生點ta tb 日志文件的存儲結(jié)構(gòu) 日志記錄的表示： ① 事務(wù)開始記錄： Ti， START ② 更新數(shù)據(jù)記錄： Ti， X， A， V1， V2 ③ 事務(wù)終止記錄： Ti， COMMIT 更新數(shù)據(jù)日志記錄 Ti,X,A,V1,V2 與每一個數(shù)據(jù)庫寫操作 WRITE（ Q） 相對應(yīng)其中： Ti :事務(wù)名； X:操作類型； A:數(shù)據(jù)項； V1:原始值 ； V2:新值 日志文件在數(shù)據(jù)庫恢復(fù)過程中起著重要的作用。 ② 必須先寫日志文件，再寫數(shù)據(jù)庫。不同故障其恢復(fù)技術(shù)不一樣： 1．事務(wù)故障的恢復(fù) 事務(wù)故障是指事務(wù)在運行至正常終止點前被中止，此時恢復(fù)子 反向掃描日志文件（即從最后向前掃描日志文件）， ② 即將日志記錄中 “更新前的值 ”寫入數(shù)據(jù)庫：若記錄中是插入操作，則相當(dāng)于做刪除操作 。若是修改操作，則用修改前值代替修改后值。返回③ 如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，事務(wù) 事務(wù)故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)自動完成的 ,不需要用戶干預(yù)。未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新已寫數(shù)據(jù)庫；寫入數(shù)據(jù)庫 .恢復(fù)操作： 撤銷故障發(fā)生時未完成的事務(wù)，重做已完成的事務(wù)。具體做法如下 : ① 已提交事務(wù) (既有 Ti,START記錄，也有 Ti， COMMIT記 ② 進行撤銷（ UNDO） 處理的方法是 :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 .③ 進行重做 REDO處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個 REDO事務(wù)重新執(zhí)行登記操作。即將日志記錄中 “更新后的值 ”寫入數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)故障的恢復(fù)也由系統(tǒng)自動完成的 ,不需要用戶干預(yù)。在發(fā)生介質(zhì)故障和遭受病毒破壞時，磁盤上的物理數(shù)據(jù)庫遭到毀滅性破壞。裝入最新的后備副本到新的磁盤，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到最近一次轉(zhuǎn) 裝入有關(guān)的日志文件副本，重做已提交的所有事務(wù)。 四、檢測點機制 為 提 高系統(tǒng)效率， DBMS定 時設(shè) 置 檢查 點。將數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)中修改過的緩沖塊內(nèi)容寫入磁盤。把磁盤中日志檢測點記錄的地址寫入 “ 重新啟動文件中 ” 。 重做隊列： 將已完成的事務(wù)加入重做隊列； 撤銷隊列： 未完成的事務(wù)加入撤銷隊列。③ 對重做隊列做 REDO處理的方法是： 正向掃描日志文件，根據(jù)重做隊列的記錄對每一個重做事 務(wù)實施對數(shù)據(jù)庫的更新操作。這樣，如果出現(xiàn)故障，則可能在運行日志中而不是在數(shù)據(jù)庫中記錄了一個修改。 3 數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制 原子性（ Atomicity） 一個事 務(wù)對 數(shù)據(jù) 庫 的所有操作，是一個不可分割的工作 單 元。 保證原子性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身的職責(zé)，由 DBMS的事務(wù)管理子系統(tǒng)來實現(xiàn)。 編寫事務(wù)的應(yīng)用程序員的職責(zé) :確保單個事務(wù)的一致性。返回 隔離性（ Isolation） 在多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時 ,系統(tǒng)應(yīng)保證與這些事務(wù)先后單獨執(zhí)行時的結(jié)果一樣 ,此時稱事務(wù)達到了隔離性的要求。 隔離性是由 DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)實現(xiàn)的。即使以后系統(tǒng)發(fā)生故障，也應(yīng)保留這個事務(wù)執(zhí)行的痕跡。返回167。 教學(xué)重點： 并發(fā)調(diào)度的可串行化。為充分利用數(shù)據(jù)庫資源，發(fā)揮數(shù)據(jù)庫共享資源的特點 ,應(yīng)該允許多個用戶并行地存取數(shù)據(jù)庫。并發(fā)控制機制的好壞是衡量一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)性能的重要標(biāo)志之一。典型的并發(fā)操作的例子：火車訂票系統(tǒng)中的訂票操作。 事實上是賣出三張車票 ,而數(shù)據(jù)庫中車票余額只減少 2。這種不一致性是由甲乙兩個售票員并發(fā)操作引起的。若按上面的調(diào)度序列執(zhí)行，甲事務(wù)的修改就被丟失。丟失修改；不一致分析（不可重復(fù)讀）；讀 “臟 ”數(shù)據(jù)。1.丟失更新（ Lostupdate）指事務(wù) Ti與事務(wù) Tj從數(shù)據(jù)庫中讀入同一數(shù)據(jù)并修改 ,事務(wù) 2的提交結(jié)果破壞了事務(wù) 1提交的結(jié)果 ,導(dǎo)致事務(wù) 1的修改被丟失。 18 17 16 （不可重復(fù)讀 nonrepeatableread）時間 事務(wù) Ti 數(shù)據(jù)庫中 A、 B的值 事務(wù) Tjt0 t1 檢索 A、 B： A＝ 50， B=1