第11章 故障管理

　　11.1 事務

　　1、事務是數據庫的邏輯控制單位，是操作數據的一個程序執行單元。

　　2、為了保證數據的完整性，要求數據庫系統維護事務具有如下性質：

　　(1) 原子性：事務是一個不可分割的工作單位，事務中的操作要么都做，要么都不做;

　　(2) 一致性：事務執行的結果必須使數據庫從一個一致的狀態變到另一個一致的狀態;

　　(3) 隔離性：一個事務內部的操作及使用的數據對于其他并發事務是隔離的;

　　(4) 持續性：一個事務提交后，它對數據庫中數據的改變是永久性的，即使系統可能出現故障，也不會對其它執行的結果有任何影響。

　　11.2 故障的種類及解決方法

　　11.2.1 事務內部故障

　　1、預期的事務內部故障：

　　通過事務程序本身發現的事物內部故障，可以通過將事務回滾，撤銷其對數據庫的修改，從而使數據庫回到一致性的狀態;

　　2、非預期的事務內部故障：

　　(1)由于事務內部故障大部分屬于此類，所以事務故障僅限指此類故障;

　　(2)事務故障表明事務沒有提交或撤銷就結束了，因此數據庫可能處于不正確的狀態，因此，恢復事務必須強行回滾事務，在保證該事務對其他事務沒有影響的條件下，利用日志文件撤銷其對數據庫的修改，使數據庫恢復到該事務運行之前的效果;

　　(3)事務故障恢復是由系統自動完成的，對用戶是透明的。

　　11.2.2 系統故障(軟故障)

　　1、指數據庫在運行過程中，由于硬件故障、數據庫軟件及操作系統的漏洞、突然停電等情況，導致系統停止運轉，所有正在運行的事務以非正常方式終止，需要系統重新啟動的一類故障;

　　2、系統故障導致內存中的內容丟失，而在硬盤上的內容仍然完好;從而導致數據庫的數據可以處于不正確的狀態;

　　3、要消除這些事務對數據庫的影響，保證數據庫中數據的一致性，辦法就是在計算機系統重新啟動后，對于未完成的事務可能已經寫入數據庫的內容，回滾所有未完成的事務寫的結果，以保證數據庫中數據的一致性;對于已完成的事務可能部分或全部留在緩存區的結果，需要重做所有已提交的事務，以將數據庫真正恢復到一致狀態。

　　4、一句話，當數據庫發生系統故障時，容錯對策是在重新啟動系統后，撤銷(UNDO)所有未提交的事務，重做(REDO)所有已提交的事務。

　　11.2.3 介質故障(硬故障)

　　1、指數據庫在運行過程中，由于磁盤損壞、天災****等情況，使用數據庫中的數據部分或全部丟失的一類故障;

　　2、介質故障的容錯對策采用兩種方式：

　　(1)軟件容錯：

　　是使用數據庫備份及事務日志文件，通過恢復技術，恢復數據庫到備份結束時的狀態;

　　(2)硬件容錯：

　　目前常用的方法是采用雙物理存儲設備，最完全的方式是設計兩套相同的數據庫系統同時工作，數據的變化也同步，空間有一定距離，這樣當發生損壞性的自然現象時，由于兩套數據庫系統具有空間距離，因此同時發生破壞的概率幾乎為零，達到數據庫的完全安全。

　　11.2.4 計算機病毒故障

　　1、計算機病毒是一種惡意的計算機程序，在對計算機系統造成破壞的同時也可對數據庫系統造成破壞(主要破壞數據庫文件);

　　2、可以通過設立防火墻預防，殺毒軟件查殺已感染的文件和數據庫備份來解決;

　　11.3 數據庫恢復技術概述

　　1、 恢復機制涉及兩個關鍵問題：

　　(1) 如何建立冗余數據;

　　(2) 如何利用這些冗余數據實施數據庫恢復。

　　2、 最常用的建立冗余數據技術是數據備份和登錄日志文件，他們通常是結合起來使用的。