1、 第十章第十章 数据库恢复技术数据库恢复技术l故障是不可避免的故障是不可避免的 计算机硬件故障计算机硬件故障 系统软件和应用软件的错误系统软件和应用软件的错误 操作员的失误操作员的失误 恶意的破坏恶意的破坏l故障的影响故障的影响 轻则造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据轻则造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据的正确性的正确性 重则破坏数据库，使数据库中数据部分或全部丢失。重则破坏数据库，使数据库中数据部分或全部丢失。例，银行转帐。例，银行转帐。恢复（续）恢复（续）l数据库管理系统对故障的对策数据库管理系统对故障的对策 DBMS提供了恢复子系统，用来保证各种故提供了恢复子系统，用来保证各
2、种故障发生后，能把数据库中的数据从错误状态障发生后，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。即保证各个事恢复到某种逻辑一致的状态。即保证各个事务中的操作要么全部完成，要么全部不做。务中的操作要么全部完成，要么全部不做。l数据库系统所采用的恢复技术是否行之有效是数据库系统所采用的恢复技术是否行之有效是衡量系统性能优劣的重要指标。衡量系统性能优劣的重要指标。数据库恢复技术数据库恢复技术10.1 恢复的原理恢复的原理10.2 恢复的实现技术恢复的实现技术10.3 ORACLE的恢复技术的恢复技术10.4 数据库镜像数据库镜像10 恢复恢复10.1 恢复的原理恢复的原理10.2 恢复的实
3、现技术恢复的实现技术10.3 ORACLE的恢复技术的恢复技术10.4 数据库镜像数据库镜像10.1 恢复的原理恢复的原理l事务故障事务故障l系统故障系统故障l介质故障介质故障一、事务故障一、事务故障l什么是事务故障什么是事务故障 某个事务在运行过程中由于种种原因未运行某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正常终止点就夭折了至正常终止点就夭折了l事务故障的常见原因事务故障的常见原因 输入数据有误输入数据有误 运算溢出运算溢出 违反了某些完整性限制违反了某些完整性限制 某些应用程序出错某些应用程序出错 并行事务发生死锁并行事务发生死锁事务故障（续）事务故障（续）l事务故障的恢复事务故障的恢复
4、发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数据库的部分修改写回磁盘。据库的部分修改写回磁盘。事务故障的恢复：事务故障的恢复：事务撤消（事务撤消（UNDO）恢复程序要在不影响其它事务运行的情况恢复程序要在不影响其它事务运行的情况下，强行回滚（下，强行回滚（ROLLBACK）该事务，该事务，即清除该事务对数据库的所有修改，使得即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这个事务象根本没有启动过一样二、系统故障二、系统故障l什么是系统故障什么是系统故障 由于某种原因造成整个系统的正常运行突然由于某种原因造成整个系统的正常运行突然停止，致使所有正在运
5、行的事务都以非正常停止，致使所有正在运行的事务都以非正常方式终止。方式终止。发生系统故障时，内存中数据库缓冲区的信发生系统故障时，内存中数据库缓冲区的信息全部丢失，但存储在外部存储设备上的数息全部丢失，但存储在外部存储设备上的数据未受影响据未受影响系统故障（续）系统故障（续）l系统故障的常见原因系统故障的常见原因 操作系统或操作系统或DBMS代码错误代码错误 操作员操作失误操作员操作失误 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）突然停电突然停电系统故障（续）系统故障（续）l系统故障的恢复系统故障的恢复 1.清除尚未完成的事务对数据库的所有修改清除尚未完成的事务对数据库的所
6、有修改 如果如果DBMS无法确定哪些事务已更新过数据库，无法确定哪些事务已更新过数据库，则系统重新启动后，恢复程序要强行撤消则系统重新启动后，恢复程序要强行撤消（UNDO）所有未完成事务，使这些事务象没有所有未完成事务，使这些事务象没有运行过一样。运行过一样。2.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 如果如果DBMS无法确定哪些事务的提交结果尚未写无法确定哪些事务的提交结果尚未写入物理数据库，则系统重新启动后，恢复程序需入物理数据库，则系统重新启动后，恢复程序需要重做（要重做（REDO）所有已提交的事务。所有已提交的事务。三、介质故障三、介质故障l什
7、么是介质故障什么是介质故障 硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失全部丢失 介质故障比前两类故障的可能性小得多，但介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性最大。破坏性最大。介质故障介质故障(续续)l介质故障的常见原因介质故障的常见原因 硬件故障硬件故障 磁盘损坏磁盘损坏 磁头碰撞磁头碰撞 操作系统的某种潜在错误操作系统的某种潜在错误 瞬时强磁场干扰瞬时强磁场干扰介质故障（续）介质故障（续）l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
8、事务成功事务，将这些事务，将这些事务已提交的结果重新记入数据库已提交的结果重新记入数据库故障的种类小结故障的种类小结l数据库系统中各类故障对数据库的影响数据库系统中各类故障对数据库的影响 数据库本身被破坏数据库本身被破坏（介质故障）（介质故障）数据库处于不一致状态数据库处于不一致状态 数据库中包含了未完成事务对数据库的修数据库中包含了未完成事务对数据库的修改（事务故障、系统故障）改（事务故障、系统故障）数据库中丢失了已提交事务对数据库的修数据库中丢失了已提交事务对数据库的修改（系统故障）改（系统故障）l不同类型的故障应采用不同的恢复操作不同类型的故障应采用不同的恢复操作故障的种类小结（续）故障
9、的种类小结（续）l恢复操作的基本原理：简单恢复操作的基本原理：简单 任何恢复操作的原理都是一样的任何恢复操作的原理都是一样的 原理：原理：利用利用存储在系统其它地方的存储在系统其它地方的冗余数据冗余数据来来重建重建数据库中已经被破坏或已经不正确的数据库中已经被破坏或已经不正确的那部分数据那部分数据l恢复的实现技术：复杂恢复的实现技术：复杂 一般一个大型数据库产品，恢复子系统的代一般一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部代码的码要占全部代码的10%以上以上10 恢复恢复10.1 恢复的原理恢复的原理10.2 恢复的实现技术恢复的实现技术10.3 ORACLE的恢复技术的恢复技术10.4 数
10、据库镜像数据库镜像10.2 恢复的实现技术恢复的实现技术l恢复技术的原理恢复技术的原理 利用存储在系统其它地方的冗余数据来修复或重建利用存储在系统其它地方的冗余数据来修复或重建数据库中被破坏的或不正确的数据。数据库中被破坏的或不正确的数据。l恢复机制涉及的关键问题恢复机制涉及的关键问题1.如何建立冗余数据如何建立冗余数据 数据转储数据转储 登记日志文件登记日志文件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10.2 恢复的实现技术恢复的实现技术10.2.1 数据转储数据转储10.2.2 登记日志文件登记日志文件10.2.3 恢复策略恢复策略10.2 恢复的实现技术恢
11、复的实现技术10.2.1 数据转储数据转储10.2.2 登记日志文件登记日志文件10.2.3 恢复策略恢复策略10.2.1 数据转储数据转储一、什么是转储一、什么是转储二、转储的用途二、转储的用途三、转储方法三、转储方法一、什么是转储一、什么是转储l转储是指转储是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一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。个磁盘上保存起来的过程。l这些备用的数据文本称为这些备用的数据文本称为后备副本后备副本或或后援副本后援副本。二、转储的用途二、转储的用途l用途：供介质故障恢复时使用用途：供介质故障恢复时使用 一旦系统发生介质故障，数据库遭到破坏，一旦系统发生介质故
12、障，数据库遭到破坏，可以将后备副本重新装入，把数据库恢复起可以将后备副本重新装入，把数据库恢复起来。来。l恢复的程度恢复的程度 重装后备副本只能将重装后备副本只能将DB恢复到转储时的状恢复到转储时的状态态 要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运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行自转储以后的所有更新事务转储的用途（续）转储的用途（续）例：例：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 TfTf 重装后备副本重装后备副本 重新运行事务重新运行事务恢复恢复 三、转储方法三、转储方法1静态转储与动态转储静态转储与动态转储2
13、海量转储与增量转储海量转储与增量转储3转储方法小结转储方法小结1静态转储与动态转储静态转储与动态转储l静态转储静态转储 静态转储是在系统中无运行事务时进行的转静态转储是在系统中无运行事务时进行的转储操作储操作 转储操作开始的时刻，数据库处于一致性转储操作开始的时刻，数据库处于一致性状态状态 转储期间不允许（或不存在）对数据库的转储期间不允许（或不存在）对数据库的任何存取、修改活动任何存取、修改活动 静态转储得到的一定是一个数据一致性的副静态转储得到的一定是一个数据一致性的副本本静态转储与动态转储（续）静态转储与动态转储（续）静态转储的优点静态转储的优点 实现简单实现简单 静态转储的缺点静态转储
14、的缺点 降低了数据库的可用性降低了数据库的可用性转储必须等待用户事务结束才能进行转储必须等待用户事务结束才能进行新的事务必须等待转储结束才能执行新的事务必须等待转储结束才能执行静态转储与动态转储（续）静态转储与动态转储（续）利用静态转储得到的副本进行故障恢复利用静态转储得到的副本进行故障恢复 只需要把静态转储得到的后备副本装入，只需要把静态转储得到的后备副本装入，就能把数据库恢复到转储时刻的正确状态就能把数据库恢复到转储时刻的正确状态利用静态转储副本进行恢复利用静态转储副本进行恢复 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 TfTf 重
15、装后备副本重装后备副本 恢复恢复 静态转储与动态转储（续）静态转储与动态转储（续）l动态转储动态转储 动态转储是指转储操作与用户事务并发进行，动态转储是指转储操作与用户事务并发进行，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。动态转储的优点动态转储的优点 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 动态转储的缺点动态转储的缺点 不能保证副本中的数据正确有效不能保证副本中的数据正确有效静态转储与动态转储（续）静态转储与动态转储（续）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
16、态转储期间各事务对数据库的修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，建立日志文件改活动登记下来，建立日志文件 后备副本加上日志文件才能把数据库恢复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到某一时刻的正确状态利用动态转储副本进行恢复利用动态转储副本进行恢复 Ta Ta Tb Tb TfTf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故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2海量转储与
17、增量转储海量转储与增量转储l海量转储海量转储 每次转储全部数据库每次转储全部数据库l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l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本进行恢复往往更方便 但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，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则增量转储方式更实用更有效3转储方法小结转储方法小结l转储方法分类转储方法分类 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
18、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转储方法小结（续）转储方法小结（续）l转储策略转储策略 从恢复方便角度看，应经常进行数据转储，制作后从恢复方便角度看，应经常进行数据转储，制作后备副本。备副本。但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。但转储又是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。DBA应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期应该根据数据库使用情况确定适当的转储周期和转储方法。和转储方法。例：例：每天晚上进行动态增量转储每天晚上进行动态增量转储 每周进行一次动态海量转储每周进行一次动态海量转储 每月进行一次静态海量转储每月进行
19、一次静态海量转储10.2 恢复的实现技术恢复的实现技术10.2.1 数据转储数据转储10.2.2 登记日志文件登记日志文件10.2.3 恢复策略恢复策略10.2.2 登记日志文件登记日志文件一、日志文件的内容一、日志文件的内容二、日志文件的用途二、日志文件的用途三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则一、日志文件的内容一、日志文件的内容l1.什么是日志文件什么是日志文件 日志文件日志文件(log)是用来记录事务对数据库的更是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。新操作的文件。l2.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
20、单位的日志文件日志文件的内容（续）日志文件的内容（续）l3.日志文件内容日志文件内容 各个事务的开始标记各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)各个事务的结束标记各个事务的结束标记(COMMIT或或ROLLBACK)各个事务的所有更新操作各个事务的所有更新操作 每个事务开始的标记、每个事务的结束标记和每个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日志记录更新操作均作为日志文件中的一个日志记录(log record)日志文件的内容（续）日志文件的内容（续）l4.基于记录的日志文件基于记录的日志文件 每条日志记录的内容每条日志记录的内容 事务标识（标
21、明是那个事务）事务标识（标明是那个事务）操作类型（插入、删除或修改）操作类型（插入、删除或修改）操作对象操作对象 更新前数据的旧值（对插入操作而言，此更新前数据的旧值（对插入操作而言，此项为空值）项为空值）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,此此项为空值）项为空值）日志文件的内容（续）日志文件的内容（续）l5.基于数据块的日志文件基于数据块的日志文件 每条日志记录的内容每条日志记录的内容 事务标识（标明是那个事务）事务标识（标明是那个事务）更新前数据所在的整个数据块的值（对插更新前数据所在的整个数据块的值（对插入操作而言，此项为空值）入操作而言，此项为空值）更新后
22、整个数据块的值（对删除操作而言更新后整个数据块的值（对删除操作而言,此项为空值）此项为空值）二、日志文件的用途二、日志文件的用途l1用途用途 进行事务故障恢复进行事务故障恢复 进行系统故障恢复进行系统故障恢复 协助后备副本进行介质故障恢复协助后备副本进行介质故障恢复日志文件的用途（续）日志文件的用途（续）l2与静态转储后备副本配合进行介质故障恢与静态转储后备副本配合进行介质故障恢复复 静态转储的数据已是一致性的数据静态转储的数据已是一致性的数据 如果静态转储完成后，仍能定期转储日志文如果静态转储完成后，仍能定期转储日志文件，则在出现介质故障重装数据副本后，可件，则在出现介质故障重装数据副本后，
23、可以利用这些日志文件副本对已完成的事务进以利用这些日志文件副本对已完成的事务进行重做处理行重做处理 这样不必重新运行那些已完成的事务程序就这样不必重新运行那些已完成的事务程序就可把数据库恢复到故障前某一时刻的正确状可把数据库恢复到故障前某一时刻的正确状态态日志文件的用途（续）日志文件的用途（续）故障发生点故障发生点 静态转储静态转储 运行事务运行事务 正常运行正常运行 Ta Ta Tb Tb TfTf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 利用日志文件恢复事务利用日志文件恢复事务 继续运行继续运行介 质 故 障 恢 复介 质 故 障 恢 复 登记日志文件登记日志文件 日志文件的用
24、途（续）日志文件的用途（续）l3与动态转储后备副本配合使用进行介质故与动态转储后备副本配合使用进行介质故障恢复障恢复 动态转储机制在转储数据库时，必须同时转动态转储机制在转储数据库时，必须同时转储同一时间点的日志文件，后备副本与该日储同一时间点的日志文件，后备副本与该日志文件结合起来才能将数据库恢复到一致性志文件结合起来才能将数据库恢复到一致性状态。状态。与静态转储一样，如果动态转储完成后，仍与静态转储一样，如果动态转储完成后，仍能定期转储日志文件，则在做介质故障恢复能定期转储日志文件，则在做介质故障恢复时，可以利用这些日志文件副本进一步恢复时，可以利用这些日志文件副本进一步恢复数据库，避免重
25、新运行事务程序。数据库，避免重新运行事务程序。三、登记日志文件的原则三、登记日志文件的原则l为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必须遵循两条原则须遵循两条原则 登记的次序严格按并行事务执行的时间次序登记的次序严格按并行事务执行的时间次序 必须先写日志文件，后写数据库必须先写日志文件，后写数据库 写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中 写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写到日志文件到日志文件登记日志文件的原则（续）登记日志文件的原则（续）l为什么要先写日志文件为什么
26、要先写日志文件 写数据库和写日志文件是两个不同的操作写数据库和写日志文件是两个不同的操作 有可能在这两个操作之间发生故障，即这两个写操有可能在这两个操作之间发生故障，即这两个写操作只完成了一个作只完成了一个 如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了 如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并操作，并不会影响数据库的正确性不会影响数据库的正确性10.2
27、恢复的实现技术恢复的实现技术10.2.1 数据转储数据转储10.2.2 登记日志文件登记日志文件10.2.3 恢复策略恢复策略10.2.3 恢复策略恢复策略l1.事务故障的恢复事务故障的恢复l2.系统故障的恢复系统故障的恢复l3.介质故障的恢复介质故障的恢复1.事务故障的恢复事务故障的恢复l事务故障是指事务在运行至正常终止点前被中事务故障是指事务在运行至正常终止点前被中止止l恢复方法恢复方法 由恢复子系统应利用日志文件撤消（由恢复子系统应利用日志文件撤消（UNDO）此事务已对数据库进行的修改此事务已对数据库进行的修改l事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户事务故障的恢复由系统自动完成，不需要
28、用户干预干预事务故障的恢复（续）事务故障的恢复（续）l恢复步骤恢复步骤1.反向扫描文件日志（即从最后向前扫描日反向扫描文件日志（即从最后向前扫描日志文件），查找该事务的更新操作。志文件），查找该事务的更新操作。2.对该事务的更新操作执行逆操作。即将日对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中志记录中“更新前的值更新前的值”写入数据库。写入数据库。如果记录中是插入操作，则相当于做删除操作（因如果记录中是插入操作，则相当于做删除操作（因为此时为此时“更新前的值更新前的值”为空）为空）若记录中是删除操作，则相当于做插入操作（因为若记录中是删除操作，则相当于做插入操作（因为此时此时“更新后的值更新后
29、的值”为空）为空）若是修改操作，则相当于用修改前值代替修改后值若是修改操作，则相当于用修改前值代替修改后值事务故障的恢复（续）事务故障的恢复（续）3.继续反向扫描日志文件，查找该事务的其继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样处理。他更新操作，并做同样处理。4.如此处理下去，直至读到此事务的开始标如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。记，事务故障恢复就完成了。2.系统故障的恢复系统故障的恢复l系统故障造成数据库不一致状态的原因系统故障造成数据库不一致状态的原因 一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库 一些已提交事
30、务对数据库的更新还留在缓冲区一些已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区没来得及写入数据库没来得及写入数据库l恢复方法恢复方法 1.撤消故障发生时未完成的事务撤消故障发生时未完成的事务 2.重做已完成的事务重做已完成的事务l系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，不需要用户干预不需要用户干预系统故障的恢复（续）系统故障的恢复（续）l恢复步骤恢复步骤1.正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）找出在故障发生前已经提交的事务找出在故障发生前已经提交的事务,将事务将事务标识记入重做队列标识记入重做队列 同时找出故障发生时尚未
31、完成的事务同时找出故障发生时尚未完成的事务,将事将事务标识记入撤消队列务标识记入撤消队列 系统故障的恢复（续）系统故障的恢复（续）2.对撤消队列中的各个事务进行撤消对撤消队列中的各个事务进行撤消(UNDO)处理处理 反向扫描日志文件，对每个反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新更新前的值前的值”写入数据库写入数据库 3.对重做队列中的各个事务进行重做对重做队列中的各个事务进行重做(REDO)处理处理 正向扫描日志文件，对每个正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新事务重新执行登记的操作。即将日志记录中执行登记的操作
32、。即将日志记录中“更新后更新后的值的值”写入数据库写入数据库 3.介质故障的恢复介质故障的恢复l发生介质故障后，磁盘上的物理数据和日志文发生介质故障后，磁盘上的物理数据和日志文件被破坏，这是最严重的一种故障件被破坏，这是最严重的一种故障l恢复方法恢复方法 1.重装数据库，使数据库恢复到一致性状态重装数据库，使数据库恢复到一致性状态 2.重做已完成的事务重做已完成的事务介质故障的恢复（续）介质故障的恢复（续）l恢复步骤恢复步骤1.装入最新的后备数据库副本，使数据库恢复到装入最新的后备数据库副本，使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。最近一次转储时的一致性状态。对于静态转储的数据库副本，装入后
33、数据库对于静态转储的数据库副本，装入后数据库即处于一致性状态即处于一致性状态 对于动态转储的数据库副本，还须同时装入对于动态转储的数据库副本，还须同时装入转储时刻的日志文件副本，利用与恢复系统转储时刻的日志文件副本，利用与恢复系统故障相同的方法（即故障相同的方法（即REDO+UNDO），），才才能将数据库恢复到一致性状态。能将数据库恢复到一致性状态。利用静态转储副本利用静态转储副本将数据库恢复到一致性状态将数据库恢复到一致性状态 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 TfTf 登记日志文件登记日志文件 重装后备副本重装后备副本 恢复
34、恢复 利用动态转储副本利用动态转储副本将数据库恢复到一致性状态将数据库恢复到一致性状态 Ta Ta Tb Tb TfTf 动态动态转储转储 运行事务运行事务 故障发生点故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 致性状态致性状态介质故障的恢复（续）介质故障的恢复（续）2.装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。装入有关的日志文件副本，重做已完成的事务。首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事
35、务的标识，将其记入重做队列。的事务的标识，将其记入重做队列。然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有事务进行重做处理。即将日志记录中有事务进行重做处理。即将日志记录中“更更新后的值新后的值”写入数据库。写入数据库。介质故障的恢复（续）介质故障的恢复（续）l介质故障的恢复需要介质故障的恢复需要DBA介入介入 DBA的工作的工作 重装最近转储的数据库副本和有关的各日重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本志文件副本 执行系统提供的恢复命令执行系统提供的恢复命令 具体的恢复操作仍由具体的恢复操作仍由DBMS完成完成10 恢复恢复10.1 恢复的原理恢复的原
36、理10.2 恢复的实现技术恢复的实现技术10.3 ORACLE的恢复技术的恢复技术10.4 数据库镜像数据库镜像10.3 Oracle的恢复技术的恢复技术lORACLE恢复机制恢复机制 1.转储转储 2.登记日志文件登记日志文件 Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）l1.转储转储 转储后备副本的方法转储后备副本的方法 文件拷贝文件拷贝 EXPORT实用程序实用程序 用用SQL命令命令SPOOL 自己编程实现自己编程实现Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）重装后备副本的方法重装后备副本的方法 文件拷贝文件拷贝 IMPORT实用程序实用程序 SQL*LOADER实用程序实用程序 自
37、己编程实现自己编程实现Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）l2.登记日志文件登记日志文件 ORACLE V.5：以数据块为单位以数据块为单位 ORACLE V.7：REDO日志日志+回滚段回滚段Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）lORACLE V.5的恢复技术的恢复技术 日志文件以数据块为单位，恢复操作不是基日志文件以数据块为单位，恢复操作不是基于操作，而是基于数据块于操作，而是基于数据块 将更新前的旧值与更新后的新值分别放在两将更新前的旧值与更新后的新值分别放在两个不同的日志文件中个不同的日志文件中 记录数据库更新前旧值的日志文件称为数记录数据库更新前旧值的日志文件称为数据
38、库前像文件（据库前像文件（Before Image，简称简称BI文文件）件）记录数据库更新后新值的日志文件称为数记录数据库更新后新值的日志文件称为数据库的后像文件（据库的后像文件（After Image，简称简称AI文件）文件）Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）lORACLE V.5的恢复技术的恢复技术(续续)BI文件是必须的，文件是必须的，AI文件是任选的文件是任选的 没有没有AI文件：只能执行文件：只能执行UNDO处理，不能执处理，不能执行行REDO处理处理Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）lORACLE V.7的恢复技术的恢复技术 REDO日志文件：记录被更新数据的前
39、像和日志文件：记录被更新数据的前像和后像后像 回滚段回滚段(Rollback Segment）：）：记录尚未完成记录尚未完成的更新事务的更新数据的前像的更新事务的更新数据的前像 事务故障恢复事务故障恢复 根据回滚段中的数据，撤消该事务的操作根据回滚段中的数据，撤消该事务的操作Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）lORACLE V.7的恢复技术的恢复技术(续续)系统故障恢复系统故障恢复 首先扫描首先扫描REDO日志文件，重做所有操作，日志文件，重做所有操作，并对更新操作建立回滚段数据。当遇到提并对更新操作建立回滚段数据。当遇到提交记录，取消相应回滚段中数据。交记录，取消相应回滚段中数据。
40、再根据回滚段中的数据，撤消未正常提交再根据回滚段中的数据，撤消未正常提交的事务的操作（图的事务的操作（图7.6）优点：只需要扫描日志文件一遍优点：只需要扫描日志文件一遍Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）图图 Oracle的恢复过程的恢复过程(a)发生故障，事务非正常终止发生故障，事务非正常终止 TaTfT1T3T2T44时间时间Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）(b)利用利用REDO文件，重做所有操作文件，重做所有操作 时间时间T1T3T2T44Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）(c)利用回滚段撤消未提交的事务数据库恢复到一致性状态利用回滚段撤消未提交的事务数据库
41、恢复到一致性状态 时间时间T1T2Oracle的恢复技术（续）的恢复技术（续）lORACLE V.7的恢复技术的恢复技术(续续)介质故障恢复介质故障恢复 重装数据库后备副本文件，恢复到转储时重装数据库后备副本文件，恢复到转储时的数据库一致性状态的数据库一致性状态 利用在此之后转储的利用在此之后转储的REDO日志文件副本日志文件副本将数据库恢复到最近点将数据库恢复到最近点(类似于系统故障类似于系统故障恢复恢复)小结小结l如果数据库只包含成功事务提交的结果，就说如果数据库只包含成功事务提交的结果，就说数据库处于一致性状态。保证数据一致性是对数据库处于一致性状态。保证数据一致性是对数据库的最基本的要
42、求。数据库的最基本的要求。l事务是数据库的逻辑工作单位事务是数据库的逻辑工作单位 DBMS保证系统中一切事务的原子性、一致保证系统中一切事务的原子性、一致性、隔离性和持续性性、隔离性和持续性小结（续）小结（续）lDBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复进行恢复l恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记恢复中最经常使用的技术：数据库转储和登记日志文件日志文件l恢复的基本原理：利用存储在后备副本、日志恢复的基本原理：利用存储在后备副本、日志文件和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库文件和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库小结（续）小结（续）l常用恢复技术常
43、用恢复技术 事务故障的恢复事务故障的恢复 UNDO 系统故障的恢复系统故障的恢复 UNDO+REDO 介质故障的恢复介质故障的恢复 重装备份并恢复到一致性状态重装备份并恢复到一致性状态+REDO10.4 数据库镜像数据库镜像l介质故障是对系统影响最为严重的一种故障，介质故障是对系统影响最为严重的一种故障，严重影响数据库的可用性严重影响数据库的可用性 介质故障恢复比较费时介质故障恢复比较费时 为预防介质故障，为预防介质故障，DBA必须周期性地转储数必须周期性地转储数据库据库l提高数据库可用性的解决方案提高数据库可用性的解决方案 数据库镜像（数据库镜像（Mirror）数据库镜像（续）数据库镜像（续
44、）l数据库镜像数据库镜像 DBMS自动把整个数据库或其中的关键数据自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个磁盘上复制到另一个磁盘上 DBMS自动保证镜像数据与主数据的一致性自动保证镜像数据与主数据的一致性(图图7.5a)数据库镜像（续）数据库镜像（续）l数据库镜像的用途数据库镜像的用途 出现介质故障时出现介质故障时 DBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本本(图图10.5b)没有出现故障时没有出现故障时 可用于并发操作可用于并发操作(图图10.5a)一个用户对数据加排他锁修改数据一个用户对数据加排他锁修改数据其他用户可以读镜像数据库上的数据其他用户可以读镜像数据库上的数据数据库镜像（续）数据库镜像（续）图数据库镜像图数据库镜像
