事务
事务的特性、事务故障及种类
事务的特性
- 原子性：即事务中的操作要么都做，要么都有不做；
- 一致性：即事务的结果必须使数据库从一致性状态变到一致性状态；
- 隔离性：即并发执行的各个事务之间不能互相干扰；
- 持续性：即事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。
事务故障：是指事务在运行至正常终止点前被终止。
常见故障大致可分为：
- 1、事务内务故障：是指事务本身存在问题。如运算溢出、并发事务死锁、违反了某些完整性限制等。可以通过事务程序发现并处理；也可能是非预期的，需要DBMS或DBA来处理。
- 2、系统故障：是指诸如CPU故障、操作系统故障、DBMS代码错误、系统断电等，系统需要重新启动。
- 3、介质故障：是指数据库的物理存储介质出现问题，如磁盘损坏、外界强磁干扰等。
- 4、计算机病毒：是指利用非正规程序更新数据库数据。
- 5、自然灾害等：可视为介质故障。
故障示例
数据转储
数据恢复最常用的技术就是利用备份和日志。
转储：指DBA将整个数据库文件复制到磁带或另一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。
- 转储十分耗费时间和资源，不能频繁进行。DBA应确定适当的转储周期。
- 静态转储：即系统中无运行事务时开始，转储期间不允许数据库更新。
- 动态转储：即转储和用户事务并发执行，转储期间允许数据库更新。
- 海量转储：即每次转储数据库的全部内容。
- 增量转储：即每次只转储上一次转储后更新过的数据。
- DBA应该制定适合的转储方式。
问题：若只有备份数据，当数据库数据发生灾难后，能恢复到什么程度呢？
日志及日志格式
日志的作用和登记
事务内部故障的恢复
恢复方法：利用日志文件撤消此事务已对数据库进行的修改。
事务故障的恢复由DBMS自动完成，一般不需要用户干预。
具体过程：
- 1、反向扫描文件日志（即从后向前扫描），查找该事务的更新操作；
- 2、对该事务的更新操作执行逆操作；
- 3、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；
- 4、如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复完成。
系统故障的恢复
系统故障造成数据库不一致状态的原因：
- 未完成的事务对数据库的更新可能已写入数据库；
- 已提交事务对数据库的更新可能还留在缓冲区没来得及写入数据库。
系统故障的恢复是由系统重新启动时DBMS自动完成，一般不需要用户干预。
恢复方法：
- 1、正向扫描日志文件（即从头扫描）。① 将既有事务开始，又有事务结束标志的已提交事务放至重做队列；② 将只有事务开始，而无事务结束标志的事务放至撤销队列。
- 2、对撤销队列中的事务进行撤销处理，即将日志记录中“更新前的值”写入数据库。
- 3、对重做队列中的事务进行重做处理，即将日志记录中“更新后的值”写入数据库。
问题：这种恢复策略有什么问题吗？
具有检查点的恢复技术
利用检查点的恢复策略图示
利用检查点的恢复策略
此时，维护日志文件的方法是周期性地执行下列操作：
- 1、将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入磁盘的日志文件上；
- 2、在日志文件中写入一个检查点记录；
- 3、将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中；
- 4、把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始文件。
利用检查点的恢复策略：
- 1、从重新开始文件中找到最后一个检查点记录在日志文件中的地址，由该地址在日志文件中找到最后一个检查点记录；
- 2、由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正在执行的事务清单A_LIST；
- 3、建立两个事务队列：UNDO_LIST队列和REDO_LIST队列；
- 4、将A_LIST暂时放入UNDO_LIST队列，REDO队列暂为空；
- 5、从检查点开始正向扫描日志文件，直到日志文件结束，如有新开始的事务Ti，则将Ti暂时放入UNDO_LIST队列；如有已经提交的事务Tj，把Tj从UNDO_LIST队列移到REDO_LIST队列；
- 6、对UNDO_LIST队列中的每个事务执行撤销操作；
- 7、对REDO_LIST队列中的每个事务执行重做操作。
介质故障的恢复
介质故障的恢复需要DBA介入。
- DBA需重装转储的数据库副本和有关的各日志文件副本；
- 然后执行恢复命令，具体的由DBMS完成。
恢复方法：
1、 装入最新的后备数据库副本。
- 对静态转储的数据库副本，装入后数据库即处于一致性状态；
- 对动态转储的数据库副本，还须装入转储开始时刻的日志文件副本。
2、 装入相应的日志文件副本，重做已完成的事务。
数据库镜像
数据库镜像的其它应用
SQL Server中显示定义事务
SQL Server事务的提交与回滚
SQL Server数据库备份
SQL Server数据库备份示例
完整备份MYDB数据库，备份文件命名为MYDB_FULL_110325_1402.bak。
begin transaction ins_13 with mark 'insert 13'
insert into student(sno,sname) values('13', 'aaa')
save transaction ins_point_14
insert into student(sno,sname) values('14', 'bbb')
commit transaction ins_13异备份MYDB数据库，备份文件命名为MYDB_DIFF_110325_1408.bak。
begin transaction ins_17 with mark 'insert 17'
insert into student(sno,sname) values('17', 'ccc')
commit transaction ins_17备份MYDB数据库日志，备份文件命名为MYDB_LOG_110325_1412.bak。
insert into student(sno,sname) values('18', 'ddd') SQL Server数据库还原
一般只有在数据库存储介质损坏，更换了新存储介质时才需要还原数据库。
- 1、若数据库正在进行使用，则不可进行还原；
- 2、还原之前必须要进行事务日志的备份；
- 3、还原数据库时必须严格按照备份的时间顺序进行；
- 4、可将数据库还原至任意的状态点。这里的状态点可以由时间来指定，也可以由日志备份中的事务来指定，即还原至某一事务点之前的状态；
- 5、若需将数据库直接还原至故障点，则利用全部备份直接还原即可。
若需将数据库还原至某时间点或某事务点处的状态，一般方法如下：
- 1、开始还原时不必指定相应的日志文件，且在“选项”的“恢复状态”中选择“不对数据库执行任何操作，不回滚未提交的事务。可以还原其他事务日志”，然后进行还原。之后，数据库处于“正在还原”状态；
- 2、然后再进行日志还原，需要相应的日志备份文件，指定还原的“时间点”或“选择事务点”，进行日志还原。
SQL Server日志内容的查看
SQL Server本身并没有提供该功能，需要使用第三方工具来完成。
推荐一个 Log Explorer 工具。
主要应用：
- 1、若出现了某个误更新操作，且不清楚了该误操作的全部数据内容，可通过查看日志了解，并恢复数据；
- 2、了解数据库都做了哪些更新操作；
- 3、主动恢复数据库中某些更新数据，而不需要进行还原，也不需要暂停数据库的使用，甚至也没有时间顺序的要求。这一点是数据库还原功能无法做到的。
设置 SQL Server 备份计划
创建维护计划有两种：使用向导，也可以使用设计图面自行创建维护计划。
- 向导是创建基本维护计划的最佳方法；
- 使用设计图面创建计划允许您使用增强的工作流；
- 该功能需要启动SQL Server代理服务；
- 用户通过Windows身份验证进行连接；
- 在对象资源管理器中，选择“管理”。
例如：可制定每天定期对MYDB数据库进行差异备份和日志备份的维护计划。
SQL Server 数据库镜像
SQL Server 镜像相关概念
- 镜像包含一个数据库的两个副本，两个副本通常驻留在不同的计算机上。 在任何给定的时间，客户端当前都只能使用一个数据库副本。此副本称为“主体数据库”。
- 客户端对主体数据库进行的更新被镜像到数据库的另一副本，该副本称为“镜像数据库”。
- 主体数据库和镜像数据库必须驻留在独立的服务器实例上。
- 两个服务器实例在“数据库镜像会话”中作为“伙伴”进行通信和协作。
- 两个伙伴在会话中扮演互补的角色：“主体角色”和“镜像角色”。
- 在某一时刻，都是一个伙伴扮演主体角色，另一个伙伴扮演镜像角色。
- 拥有主体角色的伙伴称为“主体服务器”，其数据库副本为当前的主体数据库。
- 拥有镜像角色的伙伴称为“镜像服务器”，其数据库副本为当前的镜像数据库。
SQL Server 镜像结构
SQL Server 镜像原理
在正常工作时，数据库中的每一次更新都记录日志，并存放在内存中的数据库日志缓冲区。当主服务器将主数据库的日志缓冲区写入磁盘的同时，也同步将这些日志发送到镜像服务器。镜像服务器将日志记录，放入镜像数据库的日志缓冲区，然后将它们写到磁盘。接着镜像服务器会重新执行日志记录，从而复制了发生在主数据库上的数据改变。镜像服务器数据库，平时是不能访问的，一旦主服务器数据库出现故障，手动或自动快速转移到镜像服务器，将其转换为主服务器，替代原来有故障的服务器。
问题：你从这里分析出什么了？
SQL Server 镜像运行模式
高可用模式：正常工作时，至少有两台数据库服务器构成伙伴，实现同步事务写入，一旦主服务器发生故障，在很短时间内，将自动转移到镜像数据库，并进行故障恢复。这种操作模式，要用到见证服务器。见证服务器能启动自动故障转移，当主服务器突然出现故障，如果镜像服务器通过见证服务器确认了主服务器的故障，那么它就自动承担主服务器角色，并且和见证服务器构成伙伴，并在几秒钟之内就可以向用户提供数据库服务。
高保护模式：这种操作模式也支持两台服务器上同步事务写入，由于没有见证服务器，主服务器发生故障，一台镜像服务器不能形成伙伴，故不能实现自动故障转移。
高性能模式：这种操作模式下，两台服务器上的日志传递方式是异步的，因此在性能上有所提高。镜像服务器不能保证在任何时刻，都将主服务器事务日志的内容写到镜像服务器上。由于没有见证服务器，故不能实现自动故障转移。
SQL Server 镜像相关要求
- 对于SQL Server2005必须安装SQLServer2005SP2-KB921896-x86-CHS.exe 补丁；
- 每个服务器计算机名中必须配有DNS后缀；（我的电脑→属性→计算机名→更改→其他）
- 每台服务器上SQL Server实例在外围应用配置器中的“远程连接”中开放允许通过TCP/IP和named pipes访问数据库；（开始→Microsoft SQL Server 2005→配置工具→SQL Server外围应用配置器）
- 若主体服务器与镜像服务器在同一台计算机上，则主体数据库、镜像数据库以及见证服务器必须运行在不同的SQL Server实例上；
- 在每个SQL Server实例中执行 dbcc traceon(1400,-1)；
- 主体数据库的恢复模式必须使用完整模式；
- 主体数据库与镜像数据库必须同名。
SQL Server 镜像一般过程
1、在主体服务器上创建主体数据库，并将其进行完整备份。
2、利用该备份文件在镜像服务器中进行恢复，形成镜像数据库。
- 恢复时必须使用NORECOVERY参数；
- 主体数据库和镜像数据库必须同名；
- 若在同一台计算机上配置镜像，恢复时要注意修改镜像数据库路径。
3、在主体服务器上对主体数据库进行镜像。
- 即右键单击主体数据库，选择“任务”，再选择“镜像”；
- 在出现的“数据库属性”对话框中选择“配置安全性”；
- 按提示逐步完成即可。
注意：每次镜像时（包括重新镜像）都必须首先保证主体数据库和镜像数据库数据的一致后，才可以开始镜像。
SQL Server 镜像的验证
SQL Server 镜像数据库强行还原
