第十章 数据库恢复技术
数据库恢复技术及其实现方法
数据库恢复技术及其实现方法数据库恢复技术是数据库管理系统中的核心功能之一，它负责将数据库从故障或者错误中恢复并使其重新可用。
在现代社会中，数据库的重要性不言而喻，因此数据库恢复技术的研究和实践显得尤为重要。
本文将介绍数据库恢复技术的一些常见方法及其实现方式，以期对读者有所帮助。
一、日志恢复技术日志恢复技术是一种常见的数据库恢复方法，它通过事务日志（transaction log）记录以及回滚操作，实现数据库的恢复。
在数据库系统中，事务日志记录了每个事务所执行的操作，包括数据的插入、修改和删除等。
通过事务日志，可以回溯到数据库发生错误前的状态，从而进行恢复。
实现方式：1. 重做（Redo）恢复：该方法是通过重新执行已经提交的事务日志来进行恢复。
当数据库发生故障时，系统会检查事务日志中未提交的事务并将其重新执行，以保证数据库的一致性和完整性。
2. 撤销（Undo）恢复：与重做恢复相反，撤销恢复是对未提交的事务进行回滚操作，将其撤回到故障发生前的状态。
通过撤销恢复，数据库可以回滚到一个更稳定的状态。
二、快照（Snapshot）恢复技术快照恢复技术是另一种常见的数据库恢复方法，它通过保存数据库的快照（即某个时间点的数据库状态）来实现恢复。
当数据库发生故障时，可以将数据库恢复到之前某个时间点的快照状态，从而达到修复的目的。
实现方式：1. 冷备份（Cold Backup）：该方法是在数据库关闭的情况下进行备份，通过将数据库文件复制到其他位置来保存数据库的快照。
当数据库发生故障时，可以使用备份文件来还原数据库。
2. 热备份（Hot Backup）：与冷备份不同，热备份是在数据库运行期间进行备份，而不需要关闭数据库。
通过使用特殊的备份工具，可以在数据库运行的同时备份数据库文件，并保持数据库的一致性。
三、镜像（Mirroring）恢复技术镜像恢复技术是一种高可用性的数据库恢复方法，它通过实时复制数据库到备份服务器中，以实现快速恢复。
数据库恢复技术
数据库恢复技术---恢复内容开始---数据库恢复技术事务：是⽤户定义的⼀个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是⼀个不可分割的⼯作单位。
事物的 ACID 特性：原⼦性、⼀致性、隔离性、持续性。
恢复的实现技术：建⽴冗余数据 -> 利⽤冗余数据实施数据库恢复。
建⽴冗余数据常⽤技术：数据转储（动态海量转储、动态增量转储、静态海量转储、静态增量转储）、登记⽇志⽂件。
ACID特性1. 原⼦性（Atomicity）⼀个原⼦事务要么完整执⾏，要么⼲脆不执⾏。
这意味着，⼯作单元中的每项任务都必须正确执⾏。
如果有任⼀任务执⾏失败，则整个⼯作单元或事务就会被终⽌。
即此前对数据所作的任何修改都将被撤销。
如果所有任务都被成功执⾏，事务就会被提交，即对数据所作的修改将会是永久性的。
2. ⼀致性（Consistency）⼀致性代表了底层数据存储的完整性。
它必须由事务系统和应⽤开发⼈员共同来保证。
事务系统通过保证事务的原⼦性，隔离性和持久性来满⾜这⼀要求; 应⽤开发⼈员则需要保证数据库有适当的约束(主键，引⽤完整性等)，并且⼯作单元中所实现的业务逻辑不会导致数据的不⼀致(即，数据预期所表达的现实业务情况不相⼀致)。
例如，在⼀次转账过程中，从某⼀账户中扣除的⾦额必须与另⼀账户中存⼊的⾦额相等。
3. 隔离性（Isolation）隔离性意味着事务必须在不⼲扰其他进程或事务的前提下独⽴执⾏。
换⾔之，在事务或⼯作单元执⾏完毕之前，其所访问的数据不能受系统其他部分的影响。
当我们编写了⼀条 update 语句，提交到数据库的⼀刹那间，有可能别⼈也提交了⼀条 delete 语句到数据库中。
也许我们都是对同⼀条记录进⾏操作，可以想象，如果不稍加控制，就会出⼤⿇烦来。
我们必须保证数据库操作之间是“隔离”的（线程之间有时也要做到隔离），彼此之间没有任何⼲扰。
4. 持久性（Durability）持久性表⽰在某个事务的执⾏过程中，对数据所作的所有改动都必须在事务成功结束前保存⾄某种物理存储设备。
第10章数据库恢复技术
重装副本 介质故障恢复
系统故障和事务故障恢复
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登记日志文件：为保证数据库可恢复，登记日志文件时必须遵 循两条原则： 登记的次序严格按照并行事务执行的时间次序。 必须先写日志文件，后写数据库。 把对数据的修改写到数据库和把表示这个修改的日志记录写到 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了 故障，即两个写操作只完成了一个。若先写了数据库修改，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；若先写日志，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UNDO操作，并不会影响数据库的正 确性。
事务的概念：用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么 全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。如从A帐户 转帐到B帐户100元的过程是一个事务，它包括两个更新操作 ：A=A-100，B=B+100，它们要么全做，要么全不做。在关 系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组SQL语句或 整个程序。事务不同于程序，一个程序通常包含多个事务。 事务的开始与结束可以由用户显式控制，如果没有显式地定义 事务，则由DBMS按缺省规定自动地划分事务。显式定义为： Begin Transction……Commit(或RollBack) 其中， Begin Transction表示事务开始， Commit为事务提 交，即告诉事务管理器事务中的所有操作都已完成，数据库处 于另一个一致性状态；而RollBack为事务回滚，即告诉事务 管理器事务执行时发生故障，所有已完成操作必须全部撤销， 滚回到事务开始的状态。这里的操作指对数据库的更新操作。
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数据库恢复技术1.ppt
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Tianjin Foreign Studies University
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利用动态转储副本进行恢复
正常运行
运行事务
故障发生点
动态转储
运行事务
↓
─┼───────┼─────────────
Ta
Tb
Tf
重装后备副本 利用日志文件恢复
恢复
━━━━━━╋ ━ ━ ━ ┥
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2．海量转储与增量转储
海量转储: 每次转储全部数据库 增量转储: 只转储上次转储后更新过的数据 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 本进行恢复往往更方便
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动态转储
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 优点
– 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 • 动态转储的缺点 – 不能保证副本中的数据正确有效
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动态转储
• 利用动态转储得到的副本进行故障恢复 – 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
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二、如何定义事务
•显式定义方式
BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION
SQL 语句1
SQL 语句1
SQL 语句2
SQL 语句2
……
……
第十章练习题及答案
第十章数据库恢复技术一、选择题1．一个事务的执行，要么全部完成，要么全部不做，一个事务中对数据库的所有操作都是一个不可分割的操作序列的属性是（A ）。
A. 原子性B. 一致性C. 独立性D. 持久性2．表示两个或多个事务可以同时运行而不互相影响的是（C）。
A. 原子性B. 一致性C. 独立性D. 持久性3. 事务的持续性是指（B ）A.事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做。
B.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的。
C.一个事务内部的操作对并发的其他事务是隔离的。
D.事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
4．SQL语言中的COMMIT语句的主要作用是（C）。
A. 结束程序B. 返回系统C. 提交事务D. 存储数据5．SQL语言中用（B）语句实现事务的回滚A. CREATE TABLEB. ROLLBACKC. GRANT和REVOKED. COMMIT 6．若系统在运行过程中，由于某种硬件故障，使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，这种情况称为（A ）。
A. 介质故障B. 运行故障C. 系统故障D. 事务故障7．在DBMS中实现事务持久性的子系统是（B D ）。
A. 安全管理子系统B. 完整性管理子系统C. 并发控制子系统D. 恢复管理子系统8. 后援副本的作用是（C）。
A. 保障安全性B. 一致性控制C. 故障后的恢复D. 数据的转储9．事务日志用于保存（D C）。
A. 程序运行过程B. 程序的执行结果C. 对数据的更新操作D. 数据操作10．数据库恢复的基础是利用转储的冗余数据。
这些转储的冗余数据包括（C）。
A. 数据字典、应用程序、审计档案、数据库后备副本B. 数据字典、应用程序、审计档案、日志文件C. 日志文件、数据库后备副本D. 数据字典、应用程序、数据库后备副本选择题答案：(1) A (2) C (3) B (4) C (5) B(6) A (7) D (8) C (9) C (10) C二、简答题1.试述事务的概念及事务的四个特性。
数据库恢复技术课件
故障分析
定位故障原因，确需要恢复的数据。
事务日志恢复
通过日志恢复操作，将数据库恢复到故 障前的一致状态。
数据库故障预防措施
监控和报警
定期检测数据库故障的迹象， 并设置及时的报警机制。
容灾和备份
建立容灾系统和定期进行数据 库备份，以防止数据丢失。
性能优化
优化数据库的性能，提升稳定 性和可靠性。
数据库恢复的未来发展趋势
数据还原
将备份数据恢复到数据库服务器，以恢复数据库的 完整性和可用性。
快速恢复技术
1 事务日志恢复
通过回滚和重做操作，将数据库恢复到故障前的状态。
2 数据库镜像
通过实时复制和同步，将数据库复制到其他服务器，以保证可用性和灾难恢复能力。
单机数据库恢复案例
1
备份恢复
2
从备份中恢复数据，确保数据库可用。
基础恢复技术
包括数据备份和还原、数据镜像等技术，用于快速恢复数据库到某个时间点的状态。
日志恢复技术
通过数据库的事务日志，将数据库从断点处恢复到崩溃前的一致状态。
数据文件恢复技术
用于修复损坏或损失的数据库文件，以保证数据库的完整性和可用性。
备份和还原技术
数据备份
通过备份数据库，可以在数据丢失时恢复到备份点， 保证数据的安全性。
未来数据库恢复技术将更加智能化和自动化，结合人工智能和大数据分析，提高恢复的效率和准确性。
数据库恢复技术的前景和挑战
数据库恢复技术在数据安全和业务连续性方面的重要性日益凸显，但同时也 面临着快速增长的数据量和复杂性带来的挑战。
数据库恢复技术ppt课件
本课件将介绍数据库恢复技术的全貌，包括分类、原理以及各种恢复技术的 应用等内容，帮助您更好地了解和掌握数据库恢复的关键知识。
第十章数据库恢复技术
10.3 故障的种类
这个例子所包括的两个更新操作要么全部完成要么 全部不做。否则就会使数据库处于不一致状态， 例如只把帐户甲的余额减少了而没有把帐户乙的 余额增加。
这段程序中若产生帐户甲余额不足的情况，应用程 序可以发现并让事务滚回，撤消已作的修改，恢 复数据库到正确状态。
10.3 故障的种类
正常运行
转储
Ta
Tb
10.4 恢复的实现技术
运行事物 登记日志文件
故障发生点 Tf
重装后备副本 介质故障恢复
利用日志文件恢复事物
继续运行 登记日志文件
图10.2 利用日志文件恢复
10.4 恢复的实现技术
三、登记日志文件（logging）
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：
1.登记的次序严格按并发事务执行的时间次序。
发生系统故障时，一些尚未完成的事务的结果可能已送 入物理数据库，有些已完成的事务可能有一部分甚至 全部留在缓冲区，尚未写回到磁盘上的物理数据库中， 从而造成数据库可能处于不正确的状态。为保证数据 一致性，恢复子系统必须在系统重新启动时让所有非 正常终止的事务回滚，强行撤消（UNDO）所有未完 成事务。重做（Redo）所有已提交的事务，以将数据 库真正恢复到一致状态。
10.5 恢复策略
当系统运行过程中发生故障,利用数据库后备副本和日 志文件就可以将数据库恢复到故障前的某个一致状态. 不同故障起恢复策略和方法也不一样。
一、事物故障的恢复
事务故障是指事务在运行至正常终止点前被中止，这时 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。事务故障的恢复是由系统自动 完成的，对用户是透明的。系统的恢复步骤是： 1.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。
数据库恢复技术
数据库恢复技术随着信息技术的不断发展，数据库已经成为了现代企业管理的重要工具。
然而，在日常使用过程中，数据库可能会遭受各种各样的损坏，导致数据丢失或者无法访问。
为了保障数据的安全，数据库恢复技术变得越来越重要。
本文将介绍数据库恢复技术的基本概念、常见故障类型和恢复方法，希望能够为读者提供帮助。
一、基本概念1.1 数据库恢复数据库恢复是指在数据库发生故障或者出现数据丢失的情况下，通过一系列的操作和技术手段，将数据库恢复到之前的状态或者尽可能地恢复数据。
数据库恢复是保障数据安全的重要手段，也是数据库管理人员必须掌握的技能之一。
1.2 数据库故障数据库故障是指数据库的硬件或者软件出现了问题，导致数据库无法正常工作或者数据丢失。
常见的数据库故障包括硬件故障、软件故障、人为错误等。
1.3 数据库备份数据库备份是指将数据库的数据和日志文件复制到另一个存储介质中，以便在数据库损坏或者数据丢失的情况下进行数据恢复。
数据库备份是数据库恢复的重要前提，也是保障数据安全的有效手段。
二、常见故障类型2.1 硬件故障硬件故障是指数据库服务器的硬件设备出现了问题，导致数据库无法正常工作。
常见的硬件故障包括硬盘故障、电源故障、内存故障等。
硬件故障可能导致数据丢失或者无法访问，需要通过数据库恢复技术进行修复。
2.2 软件故障软件故障是指数据库管理系统出现了问题，导致数据库无法正常工作。
常见的软件故障包括操作系统崩溃、数据库软件崩溃、网络故障等。
软件故障可能导致数据丢失或者无法访问，需要通过数据库恢复技术进行修复。
2.3 人为错误人为错误是指数据库管理人员或者用户在使用数据库的过程中出现了错误，导致数据丢失或者无法访问。
常见的人为错误包括误删除数据、误修改数据等。
人为错误可能导致数据丢失或者无法访问，需要通过数据库恢复技术进行修复。
三、恢复方法3.1 数据库备份恢复数据库备份恢复是指通过已经备份的数据库数据和日志文件，将数据库恢复到之前的状态。
《数据库恢复技术》PPT课件
第十章 数据库恢复技术
针对这四类问题，一般DBMS提供了相应的功能：
⒈数据库恢复 ⒉并发控制 ⒊安全性保护 ⒋完整性保护
从系统的角度看，数据库保护主要指安全性控制 和完整性约束等问题。
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10.1 事务的基本概念
一、什么是事务
第十章 数据库恢复技术
事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列，这些 操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位
第十章 数据库恢复技术
⑴ 原子性 事务是数据库的逻辑工作单元，事务中包括的诸操作 要么都做，要么都不做。
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（2）一致性
第十章 数据库恢复技术
例：银行转帐，从帐号A中取出一万元，存入帐号B。定义 一个事务，该事务包括两个操作：
A A=A-1
B B=B+1
这两个操作要么全做，要么全不做: 全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。 如果只做一个操作，数据库就处于不一致性状态。
例如：在关系数据库中，一个事务可以是一个SQL语句、 一组SQL语句或者整个程序。
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第十章 数据库恢复技术
事务和程序是两个概念： 1） 在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一
组SQL语句或整个程序 2） 一个应用程序通常包含多个事务
事务是数据库恢复和并发控制的基本单位
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二、如何定义事务
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第十章 数据库恢复技术
一、事务内部的故障
• 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至正 常终止点就夭折了
• 事务故障的常见原因 – 输入数据有误 – 运算溢出 – 违反了某些完整性限制 – 某些应用程序出错 – 并行事务发生死锁
事务故障的类型
数据库系统第10章 数据库恢复技术
检查点记录的内容
建立检查点时刻所有正在执行的事务清单 这些事务最近一个日志记录的地址
重新开始文件的内容
记录各个检查点记录在日志文件中的地址
具有检查点的日志文件和重新开始文件
事务-事务提交和事务撤销
BEGIN TRANSACTION标志事务开始执行；
事务的所有操作都完成了，则事务提交(COMMIT)， 否则事务撤销(ROLLBACK)；
COMMIT：表示事务执行成功地结束，该事务对数据 库的所有更新操作都已写入磁盘； ROLLBACK：表示事务执行不成功地结束，该事务对 数据库的所有更新必须被撤销，数据库应恢复该事务 到初始状态。
恢复技术—转储
转储是指DBA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。 这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。
正常运行
Ta
重装后备副本 恢复
Tb 重新运行事务
Tf
恢复技术—日志
1. 什么是日志文件
日志文件(log)是用来记录事务对数据库的更新操作的文件
2. 日志文件的格式
以记录为单位的日志文件 以数据块为单位的日志文件
这是一个理论上的概念。存储在稳定 存储器中的信息是决不会丢失的。 实现：数据备份、数据银行
存储器结构
2、数据访问——块的概念
块：内外存数据交换的基本单位。 物理块：磁盘中的块，称为“物理块”。 缓冲块：内存中临时存放物理块内容的块称为“缓冲块”。 所有的缓冲块组成了“磁盘缓冲区”。
1. 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。 2. 对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中“更新前的值” （Befor Image, BI）写入数据库。
DB10数据库恢复技术.ppt
主要目的：建立数据库备份结构，允许1小时的数据损失。
次要目的：允许数据库在一定的情况下及时被恢复，允许用 户在高峰使用期间以一种有效的方式继续工作。
请问，下列哪种建议方案可达到主要目的和次要目的。
A. 每天执行4次数据库的完全备份。
B. 非高峰使用的小时内执行数据库的完全备份，每小时进行 一次把事务日志备份到磁带的操作。
A. 崩溃恢复。
C. 将数据从一种处理器结构转移到另一种。
B. 数据的历史档案。D. 将数据从一个服务器转移到另一个。
2. 建立备份并且从中恢复的备份设备类型有哪些? A. 磁带设备 B. 空设备 C. 命名管理设备 D. 本地磁盘设备
3. SQL Server 备份是动态备份，对于一名系统管理员，这意味 着什么?
• 每条日志记录的内容
– 事务标识（标明是哪个事务） – 操作类型（插入、删除或修改） – 操作对象（记录内部标识） – 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）
2020年4月17日
数据库恢复技术
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日志文件的格式和内容（续）
• 以数据块为单位的日志文件，每条日志记 录的内容
C. 非高峰使用的小时内执行数据库的完全备份。每小时进行 一次把事务日志备份到磁盘的操作。
2020年4月17日
数据库恢复技术
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5、SQL Server现在有三种方法备份数据库中的数据，分别是
【 】备份、【
】备份和【 】备份。
6、下列哪项不是你应该定期维护的SQL Server数据库备份？
① msdb ② master ③ distribtion
• 日志文件的格式
– 以记录为单位的日志文件 – 以数据块为单位的日志文件
数据库恢复
– 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10%以上
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第十章 数据库恢复技术
10.1 事务的基本概念 10.2 数据库恢复概述 10.3 故障的种类 10.4 恢复的实现技术 10.5 恢复策略 10.6 具有检查点的恢复技术 10.7 数据库镜像 10.8 小结
• 第一个操作是从帐号A中减去一万元 • 第二个操作是向帐号B中加入一万元
– 这两个操作要么全做，要么全不做
• 全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。 • 如果只做一个操作则用户逻辑上就会发生错误，少了一万
元，这时数据库就处于不一致性状态。
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3. 隔离性
一个事务的执行不能被其他事务干扰
– 一个事务内部的操作及使用的数据对其他并 发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间 不能互相干扰。
• 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）
• 数据库中丢失了已提交事务对数据库的修 改（系统故障）
不同类型的故障应采用不同的恢复操作 35
故障的种类小结（续）
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 – 原理：利用存储在系统其它地方的冗余数据
来重建数据库中已经被破坏或已经不正确的 那部分数据
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10.4.1 数据转储
一、什么是转储 二、转储的用途 三、转储方法
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二、转储的用途
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， 可以将后备副本重新装入，把数据库恢复起 来。
恢复的程度
– 重装后备副本只能将DB恢复到转储时的状 态
– 要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运
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《数据库的恢复》课件
数据库恢复案例研究
#O1
企业数据丢失恢复案例
总结词
企业数据丢失恢复案例通常涉及重要业务数据的恢复，需 要快速、准确地进行操作。
详细描述
某大型企业因硬盘故障导致数据库崩溃，数据无法访问。 经过技术团队紧急恢复，成功找回所有数据，确保业务正 常运行。
5
添加标题
数据库管理工具
6
添加标题
使用数据库管理工具进行数据库的日常
管理和维护。
恢复服务
1 2
数据备份服务 提供定期的数据备份服务，确保数据安全可靠。
数据恢复服务 提供专业的数据恢复服务，帮助客户快速恢复数 据库。
3
数据库维护服务 提供数据库的日常维护和监控服务，确保数据库 的稳定运行。
05
数据库恢复的挑战与解决方案
总结词
企业数据丢失恢复案例中，数据恢复的及时性和准确性至 关重要。
详细描述
某金融机构在数据库故障后，由于数据恢复操作失误， 导致部分数据损坏。经过多次尝试和修复，最终才成功 恢复所有数据。
总结词
对于企业数据丢失恢复案例，预防措施和备份策略的制 定至关重要。
详细描述
某大型电商企业为防止数据丢失，定期进行数据备份和 测试。在一次数据库故障中，由于备份可用，数据恢复 迅速完成，业务影响最小化。
完整备份
将数据库的所有数据和文件进行备份，包括数据表、索引、存储过程等。
差异备份
只备份自上次完整备份以来发生变化的数据库部分，以减少备份时间和存储空间。
增量备份
只备份自上次备份（无论是完整备份还是差异备份）以来发生变化的数据库部分。
数据库技术中的数据备份与数据还原(十)
数据库技术中的数据备份与数据还原在现代社会中，数据库技术已经成为了各个行业和组织的基石。
无论是企业的客户关系管理系统，还是医院的病人记录管理系统，都离不开高效稳定的数据库支持。
然而，数据库在使用过程中难免会遭遇各种问题，例如数据丢失、系统崩溃等。
为了应对这些问题，数据库技术中的数据备份与数据还原技术应运而生。
一、数据备份的重要性和常用方法数据备份是指将数据库中的数据复制到另一个位置，以便在发生故障时可以使用备份数据还原。
数据备份的重要性不言而喻，它可以保证数据库的数据不会因为意外情况而丢失，从而确保业务的连续性。
常见的数据备份方法有物理备份和逻辑备份。
物理备份是指将数据库的二进制文件直接复制到备份设备上，这种方式速度快，恢复效率高，但需要更多的存储空间。
逻辑备份则是将数据库中的数据按照逻辑结构导出并存储为文本文件或非二进制格式文件，它可以减小备份文件的体积，但恢复过程相对较慢。
二、数据还原的意义和常见方法数据还原是指使用备份数据将数据库恢复到故障前的状态。
这在数据库发生灾难性故障或数据丢失时尤为重要。
数据还原可以保证组织或企业的业务不会中断，而且能够尽快恢复正常生产。
常用的数据还原方法有完整恢复和部分恢复。
完整恢复是指将数据库恢复到最近一次完整备份的状态，然后通过应用日志文件进行重做，使数据库达到故障前的状态。
部分恢复则是指只将某些被损坏的数据表或文件组还原到故障前的状态，而不需要恢复整个数据库。
部分恢复的优点是速度快，但可能会导致数据不一致问题。
三、数据备份与数据还原策略在制定数据库备份与还原策略时，需要考虑多个因素，包括业务需求、数据量、恢复时间等。
首先，需要确定备份的频率和周期。
对于重要数据和频繁更新的数据库，备份应该更加频繁，以确保数据的实时性。
其次，备份需要存储在可靠的设备上，例如磁盘阵列、磁带库或者云存储。
同时，备份数据应定期进行验证，以确保其完整性和可用性。
此外，还需要考虑数据库的恢复时间目标（RTO）和恢复点目标（RPO）。
数据库恢复技术
数据库恢复技术在当今数字化的时代，数据已经成为了企业和个人的重要资产。
数据库作为存储和管理数据的核心系统，其可靠性和可用性至关重要。
然而，由于各种原因，如硬件故障、软件错误、人为误操作、自然灾害等，数据库可能会遭受损坏或丢失数据，这时候数据库恢复技术就显得尤为重要。
数据库恢复技术的目标是将数据库从故障或损坏的状态恢复到一个一致、可用的状态，尽可能减少数据的丢失和业务的中断。
为了实现这一目标，数据库管理系统通常会采用一系列的机制和策略，包括备份与恢复、日志记录、错误检测与纠正等。
备份是数据库恢复的基础。
常见的备份方式有完全备份、增量备份和差异备份。
完全备份会将整个数据库的数据和结构完整地复制一份，这种备份方式简单直接，但备份时间长，占用存储空间大。
增量备份则只备份自上次备份以来发生变化的数据，差异备份则备份自上次完全备份以来发生变化的数据。
通过合理地组合使用这些备份方式，可以在备份效率和恢复效果之间取得平衡。
日志记录是数据库恢复的关键。
数据库在运行过程中，会将所有的操作记录在日志中，包括数据的插入、修改、删除等。
这些日志不仅可以用于恢复数据库，还可以用于故障诊断和审计。
当数据库发生故障时，通过分析日志，可以确定故障发生的时间点和操作，从而进行相应的恢复处理。
在数据库恢复过程中，错误检测与纠正是必不可少的环节。
数据库管理系统会不断地检测数据库的一致性和完整性，如果发现错误，会尝试自动纠正。
例如，当发现某个数据块损坏时，会尝试从备份中恢复该数据块或者使用纠错码进行修复。
除了上述基本的恢复技术，还有一些高级的恢复技术，如基于快照的恢复、远程备份与恢复等。
快照是数据库在某个特定时间点的一致性映像，可以快速地将数据库恢复到快照创建时的状态。
远程备份与恢复则可以在本地数据库遭受严重损坏时，从远程的备份中心恢复数据，提高了数据的安全性和可用性。
然而，数据库恢复技术并不是万能的，在实际应用中还面临着一些挑战。
首先，备份和恢复的时间窗口是一个重要的问题。
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An Introduction to Database System
问题3：事务的性质
在编写申请书的时候,为了加快进度我们是采用分 工协作的办法的,
张老师责技术部分和任务划分 赵老师负责人员部分,人员需要填写任务. 丁老师负责财务部分,财务依据任务和人员而定 高老师负责汇总,
请问这个应用中如何确定事务?
第一, 谁更重要依赖于应用的要求 第二, 提高故障恢复的性能,具有重要的有意义
An Introduction to Database System
第十章 数据库恢复技术
10.1 事务的基本概念
10.2 数据库恢复概述 10.3 故障的种类 10.4 恢复的实现技术 10.5 恢复策略
10.6 具有检查点的恢复技术
An Introduction to Database System
问题2:事务的语义是用户的事情
张三要去上海出差谈一笔生意,需要预定飞机票,预 定饭店,并预定会议室.请问如何定义事务? 张三和李四分别从北京和天津去上海参加会议,都 需要预定飞机票和饭店,请问如何定义事务? 张三和李四要分别从北京和天津去上海会面,需要 预定飞机票和饭店,请问如何定义事务?
利用检查点的恢复策略（续）
系统出现故障时，恢复子系统将根据事务的不同状态采取不同的恢复策略
Tc (检查点)
Tf(系统故障)
T1 不要REDO
T2
T3
REDO UNDO T4 T5
REDO
UNDO
An Introduction to Database System
利用检查点的恢复策略（续）
T1：在检查点之前提交
T2：在检查点之前开始执行，在检查点之后故障点之前提交 T3：在检查点之前开始执行，在故障点时还未完成
T4：在检查点之后开始执行，在故障点之前提交
T5：在检查点之后开始执行，在故障点时还未完成
恢复策略：
T3和T5在故障发生时还未完成，所以予以撤销
T2和T4在检查点之后才提交，它们对数据库所做的修改在故障 发生时可能还在缓冲区中，尚未写入数据库，所以要REDO T1在检查点之前已提交，所以不必执行REDO操作
An Introduction to Databas以定期或不定期地建立检查点,保存
数据库状态
定期
按照预定的一个时间间隔，如每隔一小时建立一个检查 点
不定期
按照某种规则，如日志文件已写满一半建立一个检查点
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具有检查点（checkpoint）的恢复技术
在日志文件中增加检查点记录（checkpoint） 增加重新开始文件
恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护日志
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二、检查点技术
检查点记录的内容
1. 建立检查点时刻所有正在执行的事务清单
建立两个事务队列
• UNDO-LIST
• REDO-LIST
把ACTIVE-LIST暂时放入UNDO-LIST队列，REDO 队列暂为空。
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利用检查点的恢复策略（续）
3.从检查点开始正向扫描日志文件，直到日志文件结束
如有新开始的事务Ti，把Ti暂时放入UNDO-LIST队列 如有提交的事务Tj，把Tj从UNDO-LIST队列移到REDOLIST队列
问题5
日志记满了怎么办？
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问题6:辩论
对于数据库系统来说,是可靠性更重要还是高性能 更重要. 正方: 数据库系统具有高性能更重要 反方: 数据库系统具有可靠性更重要
三个回合,三个选手(可以灵活改变) 点评与总结
数据库系统概论
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第十章
数据库恢复技术
中国人民大学信息学院
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问题1: 如何认识事务?
从比较的观点看
事务 vs 进程(Process) 事务 vs 程序(Program)
10.7 数据库镜像 10.8 小结
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恢复系统的问题
两个问题
搜索整个日志将耗费大量的时间
REDO处理：重新执行，浪费了大量时间
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解决方案
每隔一段时间就在日志文件中设置一个标记。
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问题4：关于故障恢复的讨论
“先写日志再写数据库”是确保数据库保持 一致性的一个基本要求。为了提高系统的 性能,一般情况下日志也有缓冲区，也就是 说日志数据也不会立即写磁盘, 所以也会遇 到破坏，目前的恢复机制有没有问题？
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动态维护日志文件的方法
周期性地执行如下操作：建立检查点，保存数据库状态。
具体步骤是：
1.将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入磁盘的日志文件上 2.在日志文件中写入一个检查点记录 3.将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中
4.把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始文件
4.对UNDO-LIST中的每个事务执行UNDO操作
对REDO-LIST中的每个事务执行REDO操作
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下课了。。。
休息一会儿。。。
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三、利用检查点的恢复策略
使用检查点方法可以改善恢复效率
当事务T在一个检查点之前提交 T对数据库所做的修改已写入数据库
写入时间是在这个检查点建立之前或在这个检查点建立之时 在进行恢复处理时，没有必要对事务T执行REDO操作
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利用检查点的恢复步骤
1.从重新开始文件中找到最后一个检查点记录在日志文件 中的地址，由该地址在日志文件中找到最后一个检查点 记录
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利用检查点的恢复策略（续）
2.由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正在执行的事 务清单ACTIVE-LIST
2. 这些事务最近一个日志记录的地址
重新开始文件的内容
记录各个检查点记录在日志文件中的地址
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检查点技术（续）
具有检查点的日志文件和重新开始文件
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动态维护日志文件的方法