一
恢复,即数据库中被破坏的或不正确的数据都可以通过存储在系统别处的冗余数据来重建。恢复机制涉及的两个关键问题是:第一,如何建立冗余数据;第二,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是数据转储和登录日志文件。通常在一个数据库系统中,这两种方法是一起使用的。
1. 数据转储:数据转储是数据库恢复中采用的基本技术。所谓转储即DBA定期地将数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。这些备用的数据称为后备副本或后援副本。当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入,但重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态,必须重新运行自转储以后的所有更新事务。
转储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一个适当的转储周期。
转储可分为静态转储和动态转储。静态转储是在系统中无运行事务时进行的转储操作。即转储操作开始的时刻,数据库处于一致性状态,而转储期间不允许(或不存在)对数据库的任何存取、修改活动。显然,静态转储得到的一定是一个数据一致性的副本。显然,这会降低数据库的可用性。动态转储是指转储期间允许对数据库进行存取或修改。即转储和用户事务可以并发执行。动态转储可以克服静态转储的缺点,它不用等待正在运行的用户事务结束,也不会影响新事务的运行。但是,转储结束时后援副本上的数据并不能保证正确有效。例如,在动态转储期间的某个时刻Tc,系统把数据A=100转储到磁盘上,而在下一时刻Td时,某一事务将A改为200,则转储结束后,后备副本上的A已是过时的数据了。为此,必须把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(log file)。这样,后备副本加上日志文件就能把数据库恢复到某一时刻的一致状态。
转储还可以分为海量转储和增量转储两种方式。海量转储是指每次转储全部数据库。增量转储则指每次只转储上一次转储后更新过的数据。从恢复角度看,使用海量转储得到的后备副本进行恢复一般说来会方便些。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有效。
数据转储有两种方式,分别可以在两种状态下进行,因此数据转储方法可以分为四类:动态海量转储、动态增量转储、静态海量转储、静态增量转储。
2.登记日志文件(Logging)
(1)日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。主要有两种格式:以记录为单位的日志文件和以数据块为单位的日志文件。
对于基于记录的日志文件,日志文件中需要登记的内容包括:各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION);各个事务的结束标记(COMMIT或ROLLBACK);各个事务的所有更新操作。这里每个事务开始的标记、每个事务结束标记和每个更新操作均作为日志文件的一个日志记录(log record)。每个更新操作的日志记录的内容包括:事务标识;操作类型(插入、删除或修改);操作对象;更新前数据的旧值(对插入操作而言,此项为空值);更新后数据的新值(对删除操作而言, 此项为空值)
对于基于数据块的日志文件,每条日志记录的内容包括:事务标识(标明是那个事务);更新前数据所在的整个数据块;更新后整个数据块在基于数据块的日志文件中,操作的类型和操作对象信息可通过对比更新前的整个数据块和更新后的整个数据块而得出,故不必放入日志文件中。
(2)日志文件的用途:用来进行事务故障恢复和系统故障恢复,并协助后备副本进行介质故障恢复。具体作用:一是事务故障恢复和系统故障恢复必须用日志文件。二是与静态转储后备副本配合进行介质故障恢复。静态转储的数据已是一致性的数据。如果静态转储完成后,又定期转储日志文件,则在出现介质故障重装数据副本后,可以利用这些日志文件副本对已完成的事务进行重做处理,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态。三是在动态转储中必须建立日志文件。动态转储数据库时,同时转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状态。
(3)登记日志文件的原则,必须遵循两条原则:一是登记的次序严格按并行事务执行的时间次序;二是必须先写日志文件,后写数据库。
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