第七章恢复系统第七章恢复系统因为有故障，才需要恢复。计算机可能发生的故障：电源、软件、机房失火、人为破坏等。恢复机制是数据库系统必不可少的组成部分，一旦故障发生，数据库必须保持事务的原子性和持久性。7．1故障分类7．2存贮器结构7．3恢复与原子性7．4基于日志的恢复7．5影子分页7．8非易失性存储器数据的恢复7．9高级恢复技术7．7缓冲区管理7．6并发事务的恢复77．．11故障分类故障分类1．事务故障：a.逻辑错误。事务由于某些内部条件而无法继续正常执行。如：非法输入、找不到数据、溢出等b.系统错误。系统进入一种不良状态（如死锁），结果事务无法正常执行。2．系统崩溃：硬件故障，或数据库软件、操作系统漏洞，导致易失性存储器内容的丢失，并使得事务处理终止。而非易失存储器完好。3．磁盘故障：在数据传送操作过程中由于磁头损坏或故障造成磁盘上数据的丢失。恢复算法：①在正常事务处理时采取的措施，保证有足够的信息可用于故障恢复。②故障发生后采取的措施，将数据库内容恢复到某个保证数据一致性，事务原子性及持久性的状态。77．．22存贮器结构存贮器结构1．存贮器类型易失存储器：主存、高速缓存非易失存储器：磁盘、磁带稳定性存储器：通过一些技术手段实现2．稳定存贮器的实现RAID3．数据访问给一些概念和记号数据库常驻在磁盘上，以块为单位存贮。一块可以包含多个数据项。假设没有数据块是跨块的。输入/出操作以块为单位，磁盘上的块为物理块，临时位于主存的块为缓冲块。内存中用以存放块的区域称为缓冲区。磁盘和主存间的块移动由下面两个操作完成。(1)input（B）传送物理块B至主存。(2)output（B）传送缓冲块B至磁盘，并替换磁盘上相应的物理块。Ti的私有工作区，在事务初始化时创建，事务提交或中止时删除。Ti的工作区中保存的每一个数据项X记为Xi，Ti通过在其工作区和系统缓冲区之间传送数据与数据库交互，所用的两个操作：(1)Read(x)将数据项X的值赋予局部变量xi。a.若X所在的块Bx，不在内存，则发指令input(Bx)。b.将缓冲块Bx中X的值赋予xi(2)Write(x)将局部变量xi的值赋予缓冲块中的数据项X。a.若X所在的块Bx不在内存，则发指令input(Bx)。b.将xi的值赋予缓冲块Bx中的X77．．33恢复与原子性恢复与原子性发生故障和简单的故障恢复过程，可能导致数据库的不一致。为了保持原子性的目标，需记录对数据修改的描述信息。例：考虑事务Ti，将￥50从帐户A转到帐户B，A和B的初值分别为1000和2000，假设Ti执行过程中系统发生崩溃，且发生在output(BA)之后，output(BB)之前，由于内存的内容丢失，无法知道事务的结局。可以调用恢复过程。•重新执行Ti,A的值变为900而不是950，系统产生不一致。•不重新执行Ti,A的值变为950而B的值为2000，系统仍然不一致。77．．44基于日志的恢复基于日志的恢复日志：记录数据库中的所有更新活动。包括以下段:*事务标识是执行Write操作的事务的唯一标识*数据项标识是所写数据项的唯一标识，通常是数据项在磁盘上的位置。*旧值是数据项的写前值。*新值是数据项的写后值。日志记录：：事务Ti开始：事务Ti对Xj执行写操作，Xj的写前值是V1，写后值是V2。：事务Ti提交：事务Ti中止事务执行写操作前，生成该次写操作的日志。为了使用日志恢复数据库，日志必须放在稳定存储器上。1．延迟的数据库修改延迟修改技术通过在日志中记录所有的数据库修改，将一个事务的所有write操作拖延到事务部分提交时才执行，从而保证事务的原子性。当事务部分提交时，日志上有关该事务的信息被用来执行延迟写。在事务完成其执行前系统崩溃，或事务中止，则忽略日志上的信息。事务Ti的执行过程：Ti开始执行前，向日志中写入记录，Ti的一次write(X)操作，导致向日志中写入一条新记录。当Ti部分提交时，向日志中写入记录。当Ti部分提交时，日志中相关的记录用来执行延迟写。执行更新时可能发生故障，更新前将日志记录写到稳定存储器上。然后进行更新，事务提交。仍然用银行的例子说明：T0：read(A)T1:read(C)A:=A-50C:=C-100write(A)write(C)read(B)B:=B+50write(B)设执行顺序<...
