數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)的示例分析

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數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)有：1、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲，即DBA定期將整個數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個磁盤上保存起來的過程。2、登記日志文件，日志文件是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件，設(shè)立日志文件可以進行事務(wù)故障恢復(fù)、系統(tǒng)故障恢復(fù)、協(xié)助后備副本進行介質(zhì)故障恢復(fù)。

本教程操作環(huán)境：windows7系統(tǒng)、mysql8版本、Dell G3電腦。

數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述

　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須具有把數(shù)據(jù)庫從某一錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)的功能，這就是數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)?；謴?fù)子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的一個重要組成部分，而且還相當(dāng)龐大，常常占整個系統(tǒng)代碼的百分之十以上。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的恢復(fù)技術(shù)是否行之有效，不僅對系統(tǒng)的可靠程度起著決定性作用，而且對系統(tǒng)的運行效率也有很大影響，是衡量系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。

<h梵蒂岡介質(zhì)故障

　　系統(tǒng)故障稱為軟故障，介質(zhì)故障稱為硬故障。硬故障指外存故障，如磁盤損壞、磁頭碰撞、瞬時強磁場干擾等。這類故障將破壞數(shù)據(jù)庫或部分?jǐn)?shù)據(jù)庫，并影響正在存取這部分?jǐn)?shù)據(jù)的所有事務(wù)。

計算機病毒

　　總結(jié)各類故障，對數(shù)據(jù)庫的影響有兩種可能性。一是數(shù)據(jù)庫本身被破壞。二是數(shù)據(jù)庫沒有被破壞，但數(shù)據(jù)可能不正確，這時由于事務(wù)的運行被非正常終止造成的。

恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)

恢復(fù)機制涉及兩個關(guān)鍵問題：

1、如何建立冗余數(shù)據(jù)；

2、如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實施數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。

建立冗余數(shù)據(jù)最常用的技術(shù)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登記日志文件。通常在一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，這兩種方法是一起使用的。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)中采用的基本技術(shù)。所謂轉(zhuǎn)儲即DBA定期將整個數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個磁盤上保存起來的過程。這些備用的數(shù)據(jù)成為后備副本或后援副本。

轉(zhuǎn)儲可以分為靜態(tài)轉(zhuǎn)儲和動態(tài)轉(zhuǎn)儲。

• 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲是在系統(tǒng)中無運行事務(wù)時進行的轉(zhuǎn)儲操作。即轉(zhuǎn)儲操作開始的時刻，數(shù)據(jù)庫處于一致性狀態(tài)，而轉(zhuǎn)儲期間不允許對數(shù)據(jù)庫的任何存取、 修改活動。顯然，靜態(tài)轉(zhuǎn)儲得到的一定是一個數(shù)據(jù)一致性的副本。

• 動態(tài)轉(zhuǎn)儲是指轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進行存取或修改。但是，轉(zhuǎn)儲結(jié)束時后援副本上的數(shù)據(jù)并不能保證正確有效。為此，必須把轉(zhuǎn)儲期間各事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改活動登記下來，建立日志文件，這樣，后援副本加上日志文件就能把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到某一時刻的正確狀態(tài)。

轉(zhuǎn)儲可以分為海量轉(zhuǎn)儲和增量轉(zhuǎn)儲兩種方式。海量轉(zhuǎn)儲是指每次轉(zhuǎn)儲全部數(shù)據(jù)庫。增量轉(zhuǎn)儲則指每次只轉(zhuǎn)儲上一次轉(zhuǎn)儲后更新過的數(shù)據(jù)。從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲得到的后備副本進行恢復(fù)一般來說更方便一些。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲方法可以分為四類：動態(tài)增量轉(zhuǎn)儲、動態(tài)海量轉(zhuǎn)儲、靜態(tài)增量轉(zhuǎn)儲、靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲。

登記日志文件

日志文件的格式和內(nèi)容

日志文件是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。日志文件主要有兩種格式：以記錄為單位的日志文件和以數(shù)據(jù)塊為單位的日志文件。

以記錄為單位的日志文件，需要登記的內(nèi)容包括:

1、各個事務(wù)的開始標(biāo)記
2、各個事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記
3、各個事務(wù)的所有更新操作

每個日志記錄的內(nèi)容包括：

1、事務(wù)標(biāo)識（標(biāo)明是哪個事務(wù)）
2、操作的類型（插入、刪除或修改）
3、操作對象（記錄內(nèi)部標(biāo)識）
4、更新前數(shù)據(jù)的舊值
5、更新后數(shù)據(jù)的新值

日志文件的作用

日志文件在數(shù)據(jù)恢復(fù)中起著非常重要的作用?？梢杂脕磉M行事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)，并協(xié)助后備副本進行介質(zhì)故障恢復(fù)。

具體作用是：

1、事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件

2、在動態(tài)轉(zhuǎn)儲方式必須建立日志文件，后備副本和日志文件結(jié)合起來才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。

3、在靜態(tài)轉(zhuǎn)儲方式中，也可以建立日志文件。

登記日志文件

為保證數(shù)據(jù)庫是可恢復(fù)的，登記日志文件時必須遵循兩條原則：
1.登記的次序嚴(yán)格按并發(fā)事務(wù)執(zhí)行的時間次序
2.必須先些日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫。

恢復(fù)策略

事務(wù)故障的恢復(fù)

事務(wù)故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)自動完成的，對用戶是透明的。系統(tǒng)的恢復(fù)步驟是：

1、反向掃描日志文件（即從最后向前掃描日志文件），查找該事務(wù)的更新操作。

2、對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。這樣如果記錄中是插入操作，則相當(dāng)于做刪除操作；若記錄中是刪除操作，則做插入操作；若是修改操作，則相當(dāng)于修改求前值代替修改后值。

3、繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的其他更新操作，并做同樣處理。

4、如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。

系統(tǒng)故障的恢復(fù)

事務(wù)故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)自動完成的，對用戶是透明的。系統(tǒng)的恢復(fù)步驟是：

1、正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)，將其事務(wù)標(biāo)識記入重做隊列。同時找出故障發(fā)生時尚未完成的事務(wù)，將其事務(wù)表示計入撤銷隊列。

2、對撤銷（UNDO）隊列中的各個事務(wù)進行撤銷處理。

進行UNDO處理的方法是，反向掃描日志文件，對每個UNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。

3、對重做隊列中的各個事務(wù)進行重做REDO處理

進行REDO處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個REDO事務(wù)重新執(zhí)行日志文件登記的操作。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫。

介質(zhì)故障的恢復(fù)

恢復(fù)故障的方法是重裝數(shù)據(jù)庫，然后重做已完成的事務(wù)。

1、裝入最新的數(shù)據(jù)庫后備副本，是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到最近一次轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)。

2、裝入相應(yīng)的日志文件副本，重做已完成的事務(wù)。即首先掃描日志文件，找出故障發(fā)生時已提交的事務(wù)的標(biāo)識，將其計入重做隊列。然后正向掃描日志文件，對重做隊列中的所有事務(wù)進行重做處理。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫。

介質(zhì)故障的恢復(fù)需要DBA介入。但DBA只需要重裝最近轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫副本和有關(guān)的各日志文件副本，然后秩序系統(tǒng)提供的恢復(fù)命令即可，具體的恢復(fù)操作仍有DBMS完成。

數(shù)據(jù)庫鏡像

　　隨著磁盤容量越來越大，價格越來越便宜，為避免磁盤介質(zhì)出現(xiàn)故障影響數(shù)據(jù)庫的可用性，許多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)經(jīng)銷功能用于數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。根據(jù)DBA的要求，自動把整個數(shù)據(jù)庫或其中 的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個磁盤上。

　　由于數(shù)據(jù)庫鏡像是通過復(fù)制數(shù)據(jù)實現(xiàn)的，頻繁地復(fù)制數(shù)據(jù)自然會降低系統(tǒng)運行效率，因此在時間應(yīng)用中用戶往往只選擇對關(guān)鍵數(shù)據(jù)和日志文件鏡像，而不是對整個數(shù)據(jù)庫進行鏡像。

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