DBMS笔记 08 数据库恢复技术

第八章 数据库恢复技术

一、数据库故障分类

1. 事务故障
   • 事务执行中断导致未完成。
   • 例如：输入错误、死锁回滚、程序异常。
   • 处理：ROLLBACK 撤销事务。
2. 系统故障
   • DBMS 停止运行（硬件故障、断电、操作系统崩溃等）。
   • 内存中数据丢失，但外存数据未损坏。
3. 介质故障
   • 存储介质损坏导致数据丢失（磁盘损坏）。
   • 必须用备份恢复。
4. 计算机病毒
   • 破坏数据完整性或可用性。

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二、数据库恢复的基本原理

• 冗余：额外保存数据库副本（如转储、日志），出故障后用冗余数据恢复。
• 两个关键技术：
  1. 数据转储（静态/动态，全量/增量）
  2. 日志文件（记录操作，支持回滚和重做）

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三、数据转储

1. 静态转储
   • 数据库停止运行时备份。
   • 一致性强，但效率低。
2. 动态转储
   • 数据库运行时也可备份。
   • 边运行边存储，需要结合日志保证一致性。
3. 转储方式
   • 海量转储：每次转储整个数据库。
   • 增量转储：只转储上次转储后更新过的数据。

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四、日志文件

• 作用：记录事务对数据库的所有更新操作，供恢复时使用。
• 记录内容：
  • 事务标识（BEGIN / COMMIT / ROLLBACK）
  • 操作对象（插入、删除、修改）
  • 修改前的值（旧值）
  • 修改后的值（新值）
• 写入规则：
  • 日志必须 先写日志再写数据库（Write-Ahead Logging, WAL）。
  • 保证故障时可以回滚或重做。

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五、恢复策略

1. 事务故障恢复（UNDO）
   • 撤销未完成事务，回滚到开始前状态。
2. 系统故障恢复
   • 根据日志文件 重做已提交事务，撤销未提交事务。
3. 介质故障恢复
   • 结合备份数据 + 日志文件进行恢复。
   • 必须重装备份，然后按日志重做。

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六、重点

1. 日志文件作用 → 数据恢复（不是完整性约束）。
2. 事务是数据库工作的基本单位 → 要么全做要么全不做。
3. 冗余技术：转储 & 日志文件。
4. 转储方式：静态/动态 + 全量/增量。
5. 恢复分类：事务恢复、系统恢复、介质恢复。
6. 写日志顺序：先写日志再写数据库。
7. 易错点：
   • “事务故障影响数据库物理状态” → 错（只是逻辑未完成）。
   • “系统故障导致数据库部分物理损坏” → 错（内存丢失，外存正常）。
   • “介质故障只能用转储 + 日志恢复” → 对。

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七、速记

• 故障分类：事务 / 系统 / 介质 / 病毒。
• 两大技术：转储（静态/动态，全量/增量）、日志文件（记录操作）。
• 恢复方法：UNDO 回滚未提交，REDO 重做已提交。
• 规则：先写日志，再写数据库。
• 三类恢复：事务恢复（回滚）、系统恢复（撤销+重做）、介质恢复（备份+日志）。