1、事务
- 定义：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。
- 从用户的观点来看，是一个整体，不可分割。
- 从DBMS来看，是数据库运行中的一个逻辑单位，由DBMS中的事务管理子系统负责事务的控制和管理
原子性
- 事务是数据库的逻辑工作单位，事务是不可分的原子，其中的操作要么都做，要么都不做。
一致性
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事务的执行保证数据库从一个一致状态转到另一个一致状态，即数据不会因事务的执行而导致不一致。
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当数据库只包含成功事务提交的结果时，则称数据库处于一致性状态。
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如果数据库运行中发生故障，事务尚未完成就被迫中断，只执行了部分修改，则称此时数据库处于一种不正确的状态，即不一致状态。
一致性状态：数据库中只包含成功事务提交的结果
不一致状态：数据库中包含失败事务的结果
隔离性
- 多个事务一起执行时相互独立，任一事务的执行结果直到其成功提交后才对其它事务可见。
- 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。
持续性（永久性）
- 指事务一旦成功提交，就在数据库永久保存。
- 其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。
- 关机后依然存在。
- 预期故障，可以通过事务程序本身发现和处理。
- 非预期故障，不能由事务程序本身发现和处理。
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系统故障：称为软故障，是指造成系统停止运转的任何事件，使得系统要重新启动。
整个系统的正常运行突然被破坏
所有正在运行的事务都非正常终止
不破坏数据库
内存中数据库缓冲区的信息全部丢失 -
系统故障的常见原因
特定类型的硬件错误（如CPU故障）
操作系统故障
DBMS代码错误
系统断电
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介质故障:称为硬故障，指外存故障
磁盘损坏
磁头碰撞
操作系统的某种潜在错误
瞬时强磁场干扰
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计算机病毒:一种人为的故障或破坏，是一些恶作剧者研制的一种计算机程序
可以繁殖和传播
危害
破坏、盗窃系统中的数据
破坏系统文件 -
各类故障，对数据库的影响有两种可能性
一是数据库本身被破坏
二是数据库没有被破坏，但数据可能不正确，这是由于事务的运行被非正常终止造成的。
- 恢复操作的基本原理**：冗余**
利用存储在系统其它地方的冗余数据来重建数据库中已被破坏或不正确的那部分数据 - 恢复机制涉及的关键问题
1、如何建立冗余数据
数据转储（backup）
登记日志文件（logging）
2、如何利用冗余数据实施数据库恢复
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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，备用的数据称为后备副本或后援副本
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如何使用
数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入
重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态
转储方法
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根据转储过程中用户事务的运行状态（转储状态）分为：
静态转储
动态转储 -
根据转储过程中涉及的数据对象（转储方式）分为：
海量转储
增量转储
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在系统中无运行事务时进行的转储操作
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转储开始时数据库处于一致性状态
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转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动
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得到的一定是一个数据一致性的副本
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优点：实现简单
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缺点：降低了数据库的可用性
转储必须等待正运行的用户事务结束
新的事务必须等转储结束
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转储操作与用户事务并发进行
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转储期间允许对数据库进行存取或修改
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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
[例]在转储期间的某个时刻Tc，系统把数据A=100转储到磁带上，而在下一时刻Td，某一事务将A改为200。转储结束后，后备副本上的A已是过时的数据了
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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
后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某一时刻的正确状态
- 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
但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用更有效
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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
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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 -
以记录为单位的日志文件内容
各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)
各个事务的结束标记(COMMIT或ROLLBACK)
各个事务的所有更新操作以上均作为日志文件中的一个日志记录 (log record)
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以记录为单位的日志文件，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）
例子
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日志文件的作用
进行事务故障、系统故障恢复
动态转储方式中必须建立日志文件
静态转储方式中也可建立日志文件
登记日志文件
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基本原则
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登记的次序严格按并行事务执行的时间次序
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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
- 写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中
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- 事务故障：事务在运行至正常终止点前被终止
- 恢复方法
由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
系统故障的恢复 介质故障的恢复 具有检查点的恢复技术解决方案：
检查点技术 利用检查点的恢复策略 数据库镜像
