數據庫恢復技術 文檔

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1、數據庫恢復技術1.教學目標及基本要求：正確理解事務的基本概念及特性，了解故障的種類及恢復實現技術。掌握數據轉儲的基本技術，弄清日志文件在數據庫恢復中的作用。2.重點和難點：重點講解事務的基本概念，恢復的實現技術。難點是恢復的實現技術一．什么是事務1.事務的基本概念所謂事務是用戶定義的一個操作序列，這些操作要么全做要么全不做,是一個不可分割的工作單位。“一榮俱榮，一損俱損”這句話很能體現事務的思想，很多復雜的事物要分步進行，但它們組成一個整體，要么整體生效，要么整體失效。這種思想反映到數據庫上，就是多個SQL語句，要么所有執(zhí)行成功，要么所有執(zhí)行失敗。例如：

2、在關系數據庫中，一個事務可以是一條SQL語句，一組SQL語句或整個程序。事務的開始與結束可以由用戶顯式控制。如果用戶沒有顯式地定義事務，則由DBMS按缺省規(guī)定自動劃分事務。在SQL語言中，定義事務的語句有三條：BEGINTRANSACTION，COMMIT，ROLLBACK事務通常是以BEGINTRANSACTION開始，以COMMIT或ROLLBACK結束。COMMIT表示提交，即提交事務的所有操作。具體地說就是將事務中所有對數據庫的更新寫回到磁盤上的物理數據庫中去，事務正常結束。ROLLBACK表示回滾，即在事務運行的過程中發(fā)生了某種故障，事務不能繼

3、續(xù)執(zhí)行，系統(tǒng)將事務中對數據庫的所有已完成的操作全部撤消，滾回到事務開始時的狀態(tài)。這里的操作指對數據庫的更新操作。2.事務的四個特性:簡稱ACID1.原子性(Atomiciy)：事務是一個獨立的邏輯單位，事務中包括的諸操作要么全做，要么全不做。要求，如果把一個事務可看作是一個程序，它要么完整的被執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行。就是說事務的操縱序列或者完全應用到數據庫或者完全不影響數據庫。這種特性稱為原子性?！〖偃缬脩粼谝粋€事務內完成了對數據庫的更新，這時所有的更新對外部世界必須是可見的，或者完全沒有更新。前者稱事務已提交，后者稱事務撤消（或流產）。DBMS必須確保由

4、成功提交的事務完成的所有操縱在數據庫內有完全的反映，而失敗的事務對數據庫完全沒有影響。1.一致性(Consistency)：事務的執(zhí)行結果必須是使數據庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。一致性處理數據庫中對所有語義約束的保護。假如數據庫的狀態(tài)滿足所有的完整性約束，就說該數據庫是一致的。例如，當數據庫處于一致性狀態(tài)S1時，對數據庫執(zhí)行一個事務，在事務執(zhí)行期間假定數據庫的狀態(tài)是不一致的，當事務執(zhí)行結束時，數據庫處在一致性狀態(tài)S2。3.隔離性(Isolation)：一個事務的執(zhí)行不能被其他事務干擾。即并發(fā)執(zhí)行的各個事務之間不能互相干擾。分離性是DBMS針對

5、并發(fā)事務間的沖突提供的安全保證。DBMS可以通過加鎖在并發(fā)執(zhí)行的事務間提供不同級別的分離。假如并發(fā)交叉執(zhí)行的事務沒有任何控制，操縱相同的共享對象的多個并發(fā)事務的執(zhí)行可能引起異常情況。DBMS可以在并發(fā)執(zhí)行的事務間提供不同級別的分離。分離的級別和并發(fā)事務的吞吐量之間存在反比關系。較多事務的可分離性可能會帶來較高的沖突和較多的事務流產。流產的事務要消耗資源，這些資源必須要重新被訪問。因此，確保高分離級別的DBMS需要更多的開銷。1.持續(xù)性(Durability)：一個事務一旦提交，它對數據庫中數據的改變使永久性的。持久性意味著當系統(tǒng)或介質發(fā)生故障時，確保

6、已提交事務的更新不能丟失。即對已提交事務的更新能恢復。一旦一個事務被提交，DBMS必須保證提供適當的冗余，使其耐得住系統(tǒng)的故障。所以，持久性主要在于DBMS的恢復性能。事務是恢復和并發(fā)控制的基本單位。保證事務ACID特性是事務處理的重要任務。事務ACID特性可能遭到破壞的因素有：1.多個事務并行運行時，不同事務的操作交叉執(zhí)行。2.事務在運行過程中被強行停止。在第一種情況下，數據庫管理系統(tǒng)必須保證多個事務的交叉運行不影響這些事務的原子性。在第二種情況下，數據庫管理系統(tǒng)必須保證被強行終止的事務對數據庫和其它事務沒有任何影響。這些就是數據庫管理系統(tǒng)中恢復機制和

7、并發(fā)控制機制的責任二數據庫恢復概述盡管數據庫系統(tǒng)中采取了各種保護措施來防止數據庫的安全性和完整性被破壞，保證并發(fā)事務的正確執(zhí)行，但是計算機系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯誤、操作員的失誤以及惡意的破壞仍是不可避免的，這些故障輕則造成運行事務非正常中斷，影響數據庫中數據的正確性，重則破壞數據庫，使數據庫中全部或部分數據丟失，因此數據庫管理系統(tǒng)（恢復子系統(tǒng)）必須具有把數據庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為一致狀態(tài)或完整狀態(tài)）的功能，這就是數據庫的恢復.三故障的種類1事務內部的故障事務內部的故障有的是可以通過事務程序本身發(fā)現的，有的是非預期的，不能由事務程

8、序處理的。例如：銀行轉帳事務，這個事務把一筆金額從一個帳戶甲轉給另一個帳戶乙。B