【教学课件】第七章数据库恢复技术.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《【教学课件】第七章数据库恢复技术.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《【教学课件】第七章数据库恢复技术.ppt(43页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、事务的概念及性质事务的概念及性质故障的种类故障的种类恢复的实现技术及策略恢复的实现技术及策略7.1 事务的基本概念事务的基本概念一、事务一、事务 1.定义:定义:事务事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列,这是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做,要么全不做,是一个不可分割的工作单位些操作要么全做,要么全不做,是一个不可分割的工作单位2.事务和程序的区别:事务和程序的区别:n 在关系数据库中,一个事务可以是一条在关系数据库中,一个事务可以是一条SQL语句,一组语句,一组SQL语句或整个程序语句或整个程序n 一个应用程序通常包含多个事务一个应用程序通常包含多个事务
2、事务是恢复和并发控制的基本单位。事务是恢复和并发控制的基本单位。二、定义事务的方法二、定义事务的方法1.显示定义方法:显示定义方法:BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION SQL 语句语句1 SQL 语句语句1 SQL 语句语句2 SQL 语句语句2 COMMIT ROLLBACK说明:说明:COMMIT 事务正常结束事务正常结束 提交提交事务的所有操作(事务的所有操作(读读+更新更新)事务中所有对数据库的更新事务中所有对数据库的更新永久永久生生效效ROLLBACK事务异常终止事务异常终止事务运行的过程中发生了故障,不能事务运行的过程中发生了故障,不能继续执行继
3、续执行撤消事务中对数据库的所有撤消事务中对数据库的所有更新更新操作操作事务滚回到事务滚回到开始开始时的状态时的状态2.隐式定义方式隐式定义方式 当用户没有显式地定义事务时,当用户没有显式地定义事务时,DBMS按缺省规定自动划分按缺省规定自动划分事务。事务。三、事务的特性三、事务的特性事务的事务的ACID特性:特性:原子性(原子性(Atomicity)一致性(一致性(Consistency)隔离性(隔离性(Isolation)持续性(持续性(Durability)1.原子性:原子性:事务是数据库的逻辑工作单位,事务中包括的诸操作要么都事务是数据库的逻辑工作单位,事务中包括的诸操作要么都做,要么都
4、不做。做,要么都不做。2.一致性:一致性:事务执行的结果必须是使数据库从一个事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性一致性状态变到另一状态变到另一个个一致性一致性状态。状态。一致性状态一致性状态:数据库中只包含成功事务提交的结果。:数据库中只包含成功事务提交的结果。不一致状态不一致状态:数据库中包含失败事务的结果。:数据库中包含失败事务的结果。例:例:银行转帐:从帐号银行转帐:从帐号A中取出一万元,存入帐号中取出一万元,存入帐号B。B=B+1A=A-1BA定义一个事务,该事务包括两个操作定义一个事务,该事务包括两个操作这两个操作要么全做,要么全不做:这两个操作要么全做,要么全不做:n 全做或者
5、全不做,数据库都处于一致性状态。全做或者全不做,数据库都处于一致性状态。n 如果只做一个操作,数据库就处于不一致性状态。如果只做一个操作,数据库就处于不一致性状态。3.隔离性隔离性一个事务的执行不能被其他事务干扰。一个事务的执行不能被其他事务干扰。n 一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的n 并发执行的各个事务之间不能互相干扰并发执行的各个事务之间不能互相干扰举例:举例:读A=16AA-3写回A=13读A=16AA-1写回A=15T2T1T1T1的修改被的修改被T2T2覆盖覆盖4.持续性持续性持续性也称永久性(持续性也称永久性(
6、Permanence)。)。一个一个一个事务一旦提交,它对数据库中数据的改变就应该是一个事务一旦提交,它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。n 保证事务保证事务ACID特性是事务处理的特性是事务处理的任务任务n 破坏事务破坏事务ACID特性的特性的因素因素 多个事务并行运行时,不同事务的操作交叉执行多个事务并行运行时,不同事务的操作交叉执行 事务在运行过程中被强行停止事务在运行过程中被强行停止事务是恢复和并发控制的基本单位。事务是恢复和并发控制的基本单位。7.2 数据库恢复概述数
7、据库恢复概述故障是不可避免的故障是不可避免的n 计算机硬件故障计算机硬件故障n 系统软件和应用软件的错误系统软件和应用软件的错误n 操作员的失误操作员的失误n 恶意的破坏恶意的破坏故障的影响故障的影响n 运行事务非正常中运行事务非正常中断断n 破坏数据库破坏数据库数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能,这就是知的正确状态的功能,这就是数据库的恢复。数据库的恢复。数据库管理系统数据库管理系统对故障的对策对故障的对策n DBMS提供恢复子系统提供恢复子系统n 保证故障发生后,能把数据库中的数据从错误状态恢保证故障发
8、生后,能把数据库中的数据从错误状态恢复到某种逻辑一致的状态复到某种逻辑一致的状态n 保证事务保证事务ACID恢复技术是衡量系统优劣的重要指标。恢复技术是衡量系统优劣的重要指标。7.3 故障的种类故障的种类一、事务内部的故障一、事务内部的故障 某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正常终止常终止事务故障。(数据库可能处于不一致状态)事务故障。(数据库可能处于不一致状态)事务故障的常见原因(非预期的):事务故障的常见原因(非预期的):n 输入数据有误输入数据有误n 运算溢出运算溢出n 违反了某些完整性限制违反了某些完整性限制n 某些应用程序出错某些应用程
9、序出错n 并行事务发生死锁并行事务发生死锁n 事务故障事务故障通过事务程序本身发现通过事务程序本身发现(由程序自身处理由程序自身处理P249例例)非预期的,不能由事务程序处理非预期的,不能由事务程序处理 发生事务故障时,该事务可能已把对数据库的部分修改写回发生事务故障时,该事务可能已把对数据库的部分修改写回磁盘。磁盘。事务故障的恢复:事务故障的恢复:撤消事务(撤消事务(UNDO)。)。n 强行回滚(强行回滚(ROLLBACK)该事务该事务n 清除该事务对数据库的所有修改,使得这个事务象根本没清除该事务对数据库的所有修改,使得这个事务象根本没有启动过一样有启动过一样二、系统故障二、系统故障1.系
10、统故障是指造成系统停止运转的任何事件,使得系统要系统故障是指造成系统停止运转的任何事件,使得系统要重新启动。重新启动。n 整个系统的正常运行突然被破坏整个系统的正常运行突然被破坏n 所有正在运行的事务都非正常终止所有正在运行的事务都非正常终止n 内存中数据库缓冲区的信息全部丢失内存中数据库缓冲区的信息全部丢失2.系统故障的常见原因:系统故障的常见原因:n 操作系统或操作系统或DBMS代码错误代码错误n 操作员操作失误操作员操作失误n 特定类型的硬件错误(如特定类型的硬件错误(如CPU故障)故障)n 突然停电突然停电3.系统故障的恢复:系统故障的恢复:n 清除尚未完成的事务对数据库的所有修改清除
11、尚未完成的事务对数据库的所有修改 系统系统重新启动时重新启动时,恢复程序要强行撤消(,恢复程序要强行撤消(UNDO)所有所有未完成事务。未完成事务。n 将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库 系统系统重新启动时重新启动时,恢复程序需要重做(,恢复程序需要重做(REDO)所有已所有已提交的事务。提交的事务。三、介质故障三、介质故障 1.介质故障称为硬故障。介质故障称为硬故障。硬件故障使存储在外存中的数据部分硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失。丢失或全部丢失。介质故障比前两类故障介质故障比前两类故障的可能性小得多,但破的可能性小得多,但破坏性大
12、得多。坏性大得多。2.介质故障的常见原因:介质故障的常见原因:n 磁盘损坏磁盘损坏n 磁头碰撞磁头碰撞n 操作系统的某种潜在错误操作系统的某种潜在错误n 瞬时强磁场干扰瞬时强磁场干扰3.介质故障的恢复介质故障的恢复装入装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本副本重做自此时始的所有重做自此时始的所有成功事务成功事务,将这些事务已提交的结,将这些事务已提交的结果重新记入数据库果重新记入数据库7.4 恢复的实现技术恢复的实现技术恢复的基本原理十分简单恢复的基本原理十分简单冗余冗余恢复机制涉及的恢复机制涉及的关键问题关键问题:1.如何建立冗余数据如何建立冗余数据n
13、数据转储(数据转储(backup)n 登录日志文件(登录日志文件(logging)2.如何利用这些冗余数据实施数据库恢复如何利用这些冗余数据实施数据库恢复建立冗余数据最常用的技术建立冗余数据最常用的技术数据转储数据转储登录日志文件登录日志文件7.4.1 数据转储数据转储 转储是指转储是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。起来的过程。这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。故障发生点故障发生点 转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重
14、装后备副本 重新运行事务重新运行事务恢复恢复 得到副本得到副本图图7.1 转储和恢复转储和恢复说明:说明:当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入,但重装后当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入,但重装后备副本备副本只能只能将数据库恢复到转储时的状态,要想恢复到故障发将数据库恢复到转储时的状态,要想恢复到故障发生时的状态,必须重新运行自转储以后的所有更新事务。生时的状态,必须重新运行自转储以后的所有更新事务。转储的方法转储的方法静态转储静态转储动态转储动态转储或或转储的方法转储的方法海量转储海量转储增量转储增量转储1.静态转储静态转储定义:静态转储是指定义:静态转储是指在系统中无运行事务时进
15、行转储。在系统中无运行事务时进行转储。说明:说明:n 转储开始时数据库处于一致性状态转储开始时数据库处于一致性状态n 转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动优点:实现简单优点:实现简单缺点:降低了数据库的可用性缺点:降低了数据库的可用性 转储必须等用户事务结束转储必须等用户事务结束 新的事务必须等转储结束新的事务必须等转储结束 故障发生点故障发生点 静态静态转储转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 重装后备副本重装后备副本 恢复恢复 利用静态复本进行数据库恢复利用静态复本进行数据库恢复2.动态转储动态转储定义
16、:动态转储是指转储期间允许数据库进行存取或修改。定义:动态转储是指转储期间允许数据库进行存取或修改。说明:说明:n 转储操作与用户事务并发进行转储操作与用户事务并发进行n 转储期间允许对数据库进行存取或修改转储期间允许对数据库进行存取或修改n 转储结束时后援副本上的数据并不能保证正确有效转储结束时后援副本上的数据并不能保证正确有效优点:优点:不用等待正在运行的用户事务结束不用等待正在运行的用户事务结束 不会影响新事务的运行不会影响新事务的运行缺点:不能保证副本中的数据正确有效缺点:不能保证副本中的数据正确有效 Ta Ta Tb Tb Tf Tf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故
17、障发生点正常运行正常运行 登记日志文件登记日志文件 登记新日志文件登记新日志文件 转储日志文件转储日志文件 重装后备副本,然后利用转储的日志文件恢复重装后备副本,然后利用转储的日志文件恢复恢复到一恢复到一 致性状态致性状态利用动态转储得到的副本进行故障恢复:利用动态转储得到的副本进行故障恢复:需要把动态转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来,建立日需要把动态转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来,建立日志文件志文件 后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某一时刻的正确状态后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某一时刻的正确状态3.海量转储与增量转储海量转储与增量转储海量转储海量转储:每次转
18、储全部数据库每次转储全部数据库增量转储增量转储:只转储上次转储后更新过的数据只转储上次转储后更新过的数据海量转储与增量转储比较海量转储与增量转储比较 从恢复角度看,使用海量转储得到的后备副本进行恢复从恢复角度看,使用海量转储得到的后备副本进行恢复往往更方便往往更方便 但如果数据库很大,事务处理又十分频繁,则增量转储但如果数据库很大,事务处理又十分频繁,则增量转储方式更实用更有效方式更实用更有效转储状态转储状态动态转储动态转储静态转储静态转储转储转储方式方式海量转储海量转储动态海量转储动态海量转储静态海量转储静态海量转储增量转储增量转储动态增量转储动态增量转储静态增量转储静态增量转储7.4.2
19、登记日志文件(登记日志文件(Logging)1.定义:定义:日志文件日志文件(log)是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。2.日志文件的格式:日志文件的格式:以记录为单位的日志文件以记录为单位的日志文件 以数据块为单位的日志文件以数据块为单位的日志文件一、日志文件的格式和内容一、日志文件的格式和内容3.日志日志文件文件内容内容n 各个事务的开始标记各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)n 各个事务的结束标记各个事务的结束标记(COMMIT或或ROLLBACK)n 各个事务的所有更新操作各个事务的所有更新操作注:注:每个事务开始的标记
20、、每个事务的结束标记和每个更新操每个事务开始的标记、每个事务的结束标记和每个更新操作均作为日志文件中的一个记录作均作为日志文件中的一个记录(log record)4.每条日志每条日志记录记录的内容的内容n 事务标识事务标识n 操作类型(插入、删除或修改)操作类型(插入、删除或修改)n 操作对象(记录操作对象(记录ID、Block NO.)n 更新前数据的旧值(对插入操作而言,此项为空值)更新前数据的旧值(对插入操作而言,此项为空值)n 更新后数据的新值(对删除操作而言更新后数据的新值(对删除操作而言,此项为空值)此项为空值)二、日志文件的作用:二、日志文件的作用:日志文件的可以用来进行事务故障
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教学课件 教学 课件 第七 数据库 恢复 技术
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内