[大数据] 数据库系统概论—

事务和程序是两个概念
- 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
- 一个程序通常包含多个事务
事务是恢复和并发控制的基本单位
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
事务内部更多的故障是非预期的，是不能由应用程序处理的。
- 运算溢出
- 并发事务发生死锁而被选中撤销该事务
- 违反了某些完整性限制而被终止等
转储操作与用户事务并发进行
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
- 登记的次序严格按并发事务执行的时间次序
- 必须先写日志文件，后写数据库
  - 写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录写到日志文件中
  - 写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中
数据库镜像在没有出现故障时可用于并发操作：一个用户对数据加排他锁修改数据，其他用户可以读镜像数据库上的数据，而不必等待该用户释放锁。
数据库镜像不是对整个数据库进行镜像：在实际应用中用户往往只选择对关键数据和日志文件镜像

事务故障：事务在运行至正常终止点前被终止

事务故障的恢复方法：由恢复子系统利用日志文件撤消（ UNDO ）此事务已对数据库进行的修改

事务故障的恢复由系统自动完成，对用户是透明的，不需要用户干预

事务故障的恢复步骤：

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。
对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中“更新前的值写入数据库。
- 插入操作，“更新前的值”为空，则相当于做删除操作
- 删除操作，“更新后的值”为空，则相当于做插入操作
- 若是修改操作，则相当于用修改前值代替修改后值
继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样处理。
如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。

系统故障造成数据库不一致状态的原因：

系统故障的恢复方法：

系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，不需要用户干预

系统故障的恢复步骤：

正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）
- 重做 (REDO) 队列 : 在故障发生前已经提交的事务
  - 这些事务既有 BEGIN TRANSACTION 记录，也有COMMIT 记录
- 撤销（队列）：故障发生时尚未完成的事务
  - 这些事务只有 BEGIN TRANSACTION 记录，无相应的COMMIT 记录
对撤销（UNDO）队列事务进行撤销（UNDO）处理
- 反向扫描日志文件，对每个撤销事务的更新操作执行逆操作
- 即将日志记录中“更新前的值”写入数据库
对重做（REDO）队列事务进行重做（REDO）处理
- 正向扫描日志文件，对每个重做事务重新执行登记的操作
- 即将日志记录中“更新后的值”写入数据库

介质故障的恢复步骤：

装入最新的后备数据库副本（离故障发生时刻最近的转储副本），使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。
- 对于静态转储的数据库副本，装入后数据库即处于一致性状态
- 对于动态转储的数据库副本，还须同时装入转储时刻的日志文件副本，利用恢复系统故障的方法（即 REDO+UNDO），才能将数据库恢复到一致性状态。
装入有关的日志文件副本（转储结束时刻的日志文件副本 ) ，重做已完成的事务。
1. 首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事务的标识，将其记入重做队列。
2. 然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有事务进行重做处理。即将日志记录中“更新后的值”写入数据库。

介质故障的恢复需要数据库管理员介入，数据库管理员的工作是：重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本、执行系统提供的恢复命令

注意：具体的恢复操作仍由数据库管理系统完成