數據庫管理——數據庫的恢復

數據庫的恢復

目錄：

1.定義

2.存儲器結構

3.恢復的基本原則和實現方法

4.故障類型和恢復方法

5.檢查點技術

 

1.定義

系統能把數據庫從被破壞、不正確的狀態恢復到最近一個正確的狀態，DBMS的這種能力稱爲數據庫的可恢復性（Recovery）。

2.存儲器結構

1.存儲器的類型

①易失性存儲器：指內存。cashe存儲器。系統發生故障時，存儲的信息當即丟失，可是訪問速度很是快。

②非易失性存儲器：指磁盤和磁帶。系統發生故障時，存儲的信息不會丟失。如發生存儲器自己的故障，會致使信息的丟失。它的訪問速度要比易失性存儲器慢幾個數量級。

③穩定存儲器：理論上的概念。存儲器在穩定存儲器中的信息是毫不會丟失的。這能夠經過對非意識形態存儲器進行技術處理，達到穩定存儲器的目標。

2.穩定存儲器如何實現？

能夠經過數據備份和數據銀行方法，實現穩定存儲器的目標。

3.數據訪問

數據在磁盤上以稱爲「塊」的定長存儲單位形式組織。塊是內、外存數據交換的基本單位。磁盤中的塊稱爲「物理塊」，內存中臨時存放物理塊內容的塊稱爲「緩衝塊」，全部緩衝塊組成了「粗盤緩衝區」。

輸入（input）操做：數據從物理塊到緩衝塊。

輸出（output）操做：數據從緩衝塊到物理塊。

 

還有read和write操做，須要注意這兩個操做通常只須要數據塊從磁盤到內存的傳遞。

那何時纔會實現從內存到磁盤的傳送呢？

①緩衝區管理系統須要內存空間，及內存空間不足。

②DBS但願改變磁盤中的值。

以上兩種狀況下，纔會執行output操做。

4.恢復與原子性的聯繫

系統發生故障，內存內容丟失時，爲了達到事務的原子性這個目標，必須首先把描述修改的信息輸出到穩定存儲器中，但此時不修改磁盤中的數據。這個過程知道事務的COMMIT操做爲止。「日誌」技術可實現這個過程。

3.恢復的基本原則和實現方法

數據庫的恢復，意味着要把數據庫恢復到最近一次故障前的一致性狀態。

要使數據庫具備可恢復性，基本原則很簡單，就是「冗餘」，即數據庫重複存儲。

數據庫恢復的具體實現方法以下：

1.平時作好兩件事：轉儲和創建日誌

2.一旦發生數據庫故障，分兩種狀況處理：

①若是數據庫遇到災難性故障，例如，磁盤脫落，磁盤損壞等，這時數據庫已不能用了，就必須裝入最近一次的數據庫備份到新的硬盤，而後利用日誌庫「重作」（REDO）已提交的事務，把數據庫恢復到故障前的狀態。

②若是數據庫未遭到物理性破壞，但破壞了數據庫的一致性（某些數據不正確），此時沒必要去複製存檔的數據庫，只要利用日誌庫「撤銷」（UNDO）全部不可靠的修改，再利用日誌庫的「重作」（REDO）已提交的、但對數據庫的更新可能還留在內存緩衝區的事務，就能夠把數據庫恢復到正確的狀態。

4.故障類型和恢復方法

在DBS引入事務的概念之後，數據庫的故障具體體現爲事務執行的成功與失敗，常見故障可分爲三類：

1.事務故障

①能夠預期的事務故障：如存款餘額透支，執行UNDO。

②非預期的事務故障：如內存溢出，執行UNDO。

2.系統故障

引發系統中止運轉隨之要求從新啓動的事件稱爲系統故障。例如，硬件故障，軟件錯誤，掉電等。

形成主存丟失，但不破壞數據庫。

從新啓動後，具體處理分兩種狀況考慮：

①對未完成事務做UNDO處理。

②對已提交事務但更新還留在緩衝區的事務進行REDO處理。

3.介質故障

在發生介質故障和遭受病毒破壞時，磁盤上的物理數據庫遭到毀滅性破壞。恢復過程以下：

①重裝最近轉儲的後備副本到新的硬盤。

②在日誌中找出最近轉儲之後全部已提交的事務。

③對這些已提交的事務進行REDO處理。

事務故障和系統故障的恢復由系統自動進行，而介質故障的恢復須要DBA（Administrator）配合執行。在實際中，系統故障一般稱爲軟故障，介質故障一般稱爲硬故障。

 

5.檢查點技術

1.檢查點方法

在DBS運行時，DBMS定時設置檢查點。在檢查點時刻才真正作到把對DB的修改寫到磁盤，並在日誌文件寫入一條檢查點記錄（以便恢復時使用）。當DB須要恢復時，只有那些在檢查點後面的事務須要恢復。

①事務T1沒必要恢復。

②事務T2和T4必須作（REDO），由於他們commit的信息存在內存緩衝區中，還未寫到磁盤。

③事務T3和T5必須撤銷（UNDO），由於它們還未作完，必須撤銷事務已對DB作的修改。

2.檢查點方法的恢復算法

採用檢查點方法的基本恢復方法分紅兩步。

1.根據日誌文件創建事務重作隊列和事務撤銷隊列。

2.對重作隊列中的事務進行REDO處理，對撤銷隊列中的事務進行UNDOchu8loi。