为了从数据库故障中恢复过来，数据库管理系统采用了许多恢复管理技术。在本章中，我们将研究数据库恢复的不同方法。

数据库恢复的典型策略是-

• 如果出现软故障导致数据库不一致，则恢复策略包括事务撤消或回滚。但是，有时也可以采用事务重做来恢复到一致的事务状态。

• 如果发生严重故障导致数据库受到广泛破坏，则恢复策略包括从档案备份中还原数据库的过去副本。通过从事务日志重做已提交事务的操作，可以获得数据库的最新状态。

从电源故障中恢复

电源故障会导致非永久性内存中的信息丢失。恢复电源后，操作系统和数据库管理系统将重新启动。恢复管理器从事务日志启动恢复。

在即时更新模式下，恢复管理器将执行以下操作-

• 活动列表和失败列表中的事务将被撤消并写入中止列表中。

• 重做提交前列表中的事务。

• 对于提交或中止列表中的事务，不执行任何操作。

在推迟更新模式的情况下，恢复管理器将执行以下操作-

• 活动列表和失败列表中的事务将被写入中止列表。由于更改尚未写入磁盘，因此不需要撤消操作。

• 重做提交前列表中的事务。

• 对于提交或中止列表中的事务，不执行任何操作。

从磁盘故障中恢复

磁盘故障或硬崩溃会导致数据库整体丢失。为了从这次硬崩溃中恢复，准备了一个新磁盘，然后还原了操作系统，最后使用数据库备份和事务日志恢复了数据库。立即更新和延迟更新模式的恢复方法相同。

恢复管理器采取以下操作-

• 重做提交列表和提交前列表中的事务，并将其写入事务日志中的提交列表中。

• 撤消活动列表和失败列表中的事务，并将其写入事务日志中的中止列表。

检查点

Checkpoint是将记录从缓冲区写入数据库的时间点。因此，在系统崩溃的情况下，恢复管理器不必重做在检查点之前已提交的事务。定期检查点可以缩短恢复过程。

两种类型的检查点技术是-

• 一致的检查点
• 模糊检查点

一致的检查点

一致的检查点在检查点处创建数据库的一致映像。在恢复期间，仅撤消或重做最后一个检查点右侧的那些事务。最后一个一致检查点左侧的事务已提交，因此无需再次进行处理。检查点采取的行动是-

• 活动交易被暂时暂停。
• 主内存缓冲区中的所有更改都将写入磁盘。
• “检查点”记录被写入事务日志中。
• 事务日志将写入磁盘。
• 暂停的事务将恢复。

如果在步骤4中也存储了事务日志，则此检查点有助于从磁盘故障和电源故障中恢复，否则，仅有助于从电源故障中恢复。

模糊检查点

在模糊检查点中，在进行检查点时，所有活动事务都将写入日志中。如果发生电源故障，恢复管理器将仅处理在检查点及以后期间处于活动状态的那些事务。在检查点之前已提交的事务将写入磁盘，因此无需重做。

检查点示例

让我们考虑一下，在系统中，检查点的时间为tcheck，系统崩溃的时间为tfail。假设有四个事务T _a ，T _b ，T _c和T _d使得-

• T _a在检查点之前提交。

• T _b在检查点之前开始，并在系统崩溃之前提交。

• T _c在检查点之后开始，并在系统崩溃之前提交。

• T _d在检查点之后开始，并在系统崩溃时处于活动状态。

下图描述了这种情况-

恢复管理器采取的操作是-

• T _a不会做任何事情。
• 对T _b和T _c执行事务重做。
• 对T _d执行事务撤消。

使用UNDO / REDO进行事务恢复

进行事务恢复是为了消除故障事务的不利影响，而不是从故障中恢复。错误事务包括将数据库更改为不良状态的所有事务，以及使用了错误事务写入的值的事务。

在这些情况下的事务恢复是一个两步过程-

• 撤消所有错误事务和可能受错误事务影响的事务。

• 重做所有非故障但由于故障事务而已撤消的事务。

撤消操作的步骤是-

• 如果故障事务已完成INSERT，则恢复管理器将删除插入的数据项。

• 如果故障事务已完成DELETE，则恢复管理器将从日志中插入已删除的数据项。

• 如果错误的事务已完成UPDATE，则恢复管理器通过从日志中写入更新前的值来消除该值。

REDO操作的步骤是-

• 如果事务已完成INSERT，则恢复管理器将从日志中生成一个插入。

• 如果事务已完成DELETE，则恢复管理器将从日志中生成一个删除。

• 如果事务已完成UPDATE，则恢复管理器将从日志中生成更新。