3.介質故障的恢復

　　發生介質故障后，磁盤上的物理數據和日志文件被破壞，這是最嚴重的一種故障，恢復方法是重裝數據庫，然后重做已完成的事務。具體地說就是：

　　⑴. 裝入最新的數據庫后備副本(離故障發生時刻最近的轉儲副本)，使數據庫恢復到最近一次轉儲時的一致性狀態。

　　對于動態轉儲的數據庫副本，還須同時裝入轉儲開始時刻的日志文件副本，利用恢復系統故障的方法(即REDO+UNDO)，才能將數據庫恢復到一致性狀態。

　　⑵. 裝入相應的日志文件副本(轉儲結束時刻的日志文件副本)，重做已完成的事務。即：

　　首先掃描日志文件，找出故障發生時已提交的事務的標識，將其記入重做隊列。

　　然后正向掃描日志文件，對重做隊列中的所有事務進行重做處理。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數據庫。

　　這樣就可以將數據庫恢復至故障前某一時刻的一致狀態了。

　　介質故障的恢復需要DBA介入。但DBA只需要重裝最近轉儲的數據庫副本和有關的各日志文件副本，然后執行系統提供的恢復命令即可，具體的恢復操作仍由DBMS完成。

　　n 并發控制

　　在多用戶共享系統中，許多事務可能同時對同一個數據進行操作，這時候就產生了并發控制的問題。DMBS的并發控制子系統負責協調并發事務的執行，保證數據庫的完整性不受破壞，同時避免用戶得到不正確的數據。

　　同時并發方式：在多處理系統中，每個處理機可以運行一個事務，多個處理機可以同時運行多個事務，實現多個事務真正的并行運行，這種并行方式稱為同時并發方式。

　　并發控制機制是衡量一個數據庫管理系統性能的重要標志之一。

　　數據庫的并發操作通常可能帶來以下的問題：

　　u u 丟失更新問題

　　u u 不一致分析問題(讀過時的數據)

　　u u 依賴于未提交更新問題(讀“臟”數據)

　　處理并發控制的主要方法是采用封鎖技術。封鎖是實現并發控制的一個非常重要的技術。

　　封鎖：所謂封鎖就是事務T在對某個數據對象例如表、記錄等操作之前，先向系統發出請求，對其加鎖。加鎖后事務T就對該數據對象有了一定的控制，在事務T釋放它的鎖之前，其它的事務不能更新此數據對象。

　　基本的封鎖類型有兩種:排它鎖(Exclusive Locks，簡記為X鎖) 和共享鎖(Share Locks，簡記為S鎖)。

　　排它鎖：排它鎖又稱為寫鎖。若事務T對數據對象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A，其它任何事務都不能再對A加任何類型的鎖，直到T釋放A上的鎖。這就保證了其它事務在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。

　　共享鎖：共享鎖又稱為讀鎖。若事務T對數據對象A加上S鎖，則事務T可以讀A，但不能修改A，其它事務只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證了其它事務可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。有兩種類型：

　　uu 排他型封鎖(X封鎖)

　　uu 共享型封鎖(S封鎖)

　　在運用X鎖和S鎖這兩種基本封鎖，對數據對象加鎖時，還需要約定一些規則，例如應何時申請X鎖或S鎖、持鎖時間、何時釋放等。我們稱這些規則為封鎖協議(Locking Protocol)。對封鎖方式規定不同的規則，就形成了各種不同的封鎖協議。下面介紹三級封鎖協議。對并發操作的不正確調度可能會帶來丟失修改、不可重復讀和讀“臟”數據等不一致性問題，三級封鎖協議分別在不同程度上解決了這一問題。為并發操作的正確調度提供一定的保證。不同級別的封鎖協議達到的系統一致性級別是不同的。

　　一級封鎖協議是：事務T在修改數據R之前必須先對其加X鎖，直到事務結束才釋放。事務結束包括正常結束(COMMIT)和非正常結束(ROLLBACK)。

　　二級封鎖協議是：一級封鎖協議加上事務T在讀取數據R之前必須先對其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖。二級封鎖協議除防止了丟失修改，還可進一步防止讀“臟”數據

　　三級封鎖協議是：一級封鎖協議加上事務T在讀取數據R之前必須先對其加S鎖，直到事務結束才釋放。三級封鎖協議除防止了丟失修改和不讀‘臟’數據外，還進一步防止了不可重復讀

　　和操作系統一樣，封鎖的方法可能引起活鎖和死鎖。

　　一.活鎖

　　活鎖：如果事務T1封鎖了數據R，事務T2又請求封鎖R，于是T2等待。T3也請求封鎖R，當T1釋放了R上的封鎖之后系統首先批準了T3的請求，T2仍然等待。然后T4又請求封鎖R，當T3釋放了R上的封鎖之后系統又批準了T4的請求，......，T2有可能永遠等待，這就是活鎖的情形

　　二.死鎖

　　死鎖：如果事務T1封鎖了數據R1，T2封鎖了數據R2，然后T1又請求封鎖R2，因T2已封鎖了R2，于是T1等待T2釋放R2上的鎖。接著T2又申請封鎖R1，因T1已封鎖了R1，T2也只能等待T1釋放R1上的鎖。這樣就出現了T1在等待T2，而T2又在等待T1的局面，T1和T2兩個事務永遠不能結束，形成死鎖。

　　死鎖的預防：

　　在數據庫中，產生死鎖的原因是兩個或多個事務都已封鎖了一些數據對象，然后又都請求對已被其他事務封鎖的數據對象加鎖，從而出現死等待。防止死鎖的發生其實就是要破壞產生死鎖的條件。預防死鎖通常有兩種方法：

　　一次封鎖法： 一次封鎖法要求每個事務必須一次將所有要使用的數據全部加鎖，否則就不能繼續執行。一次封鎖法雖然可以有效地防止死鎖的發生，但也存在問題，一次就將以后要用到的全部數據加鎖，勢必擴大了封鎖的范圍，從而降低了系統的并發度。

　　順序封鎖法：順序封鎖法是預先對數據對象規定一個封鎖順序，所有事務都按這個順序實行封鎖。順序封鎖法可以有效地防止死鎖，但也同樣存在問題。事務的封鎖請求可以隨著事務的執行而動態地決定，很難事先確定每一個事務要封鎖哪些對象，因此也就很難按規定的順序去施加封鎖。

　　可見，在操作系統中廣為采用的預防死鎖的策略并不很適合數據庫的特點，因此DBMS在解決死鎖的問題上普遍采用的是診斷并解除死鎖的方法。