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数据库的备份和恢复

一个数据库系统总是避免不了故障的发生。在一些对数据可靠

性要求很高的行业如银行、证券、电信等，如果发生意外停机或数据

丢失，其损失将会十分惨重。为此需要安全的数据库系统，必须能在

系统发生故障盾利用已有的数据备份，恢复数据库到原来的状态，并

保持数据的完整性和一致性。数据库系统所采用的备份与恢复技术，

对系统的安全性与可靠性起着重要作用，也对系统的运行效率有着重

大影响。

（一）数据库故障及种类

数据库故障是指数据库运行过程中影响数据库正常使用的特殊

事件。数据库故障有很多类型，最严重的是介质失败（如磁盘损坏），

这种故障如不能恢复将导致数据库中数据的丢失。数据库故障类型如

下：

1事务内部的故障

事务内部的故障有的是可以提供事务程序本身发现的，有的是

非预期的，不能由事务程序处理的，如运算溢出、并发事务发生死锁

而被选中撤销该事务、违反了某些完整性限制等。

事务故障意味着事务没有达到预期的终点，因此数据库可能处

于不正确的状态。恢复程序要在不影响其他事务运行的情况下，强行

回滚该事务，即撤销该事务已经做出的任何对数据库的修改，使得该

事务好像根本没有启动一样，这类恢复操作称为撤销。

2．系统故障

系统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。例如，特定类型的硬件错误（CPU故障）、操作系统故障、DBMS

代码错误、突然停电等。这类故障影响正在运行的所有事务，但不破

坏数据库。这时主存内容，尤其是数据库缓冲区中的内容都被丢失，

所有运行事务都非正常终止。

一方面，发生故障时，一些尚未完成的事务的结果可能已送人

物理数据库，从而造成数据库可能赴于不正确的状态。为保证数据一

致性，需要清除这些事务对数据库的所有修改。另一方面，发生系统

故障时，有些已经完成的事务可能有一部分甚至全部留在缓冲区中，

尚未写回到磁盘上的物理数据库中，系统故障使得这些事务对数据库

的修改部分或全部丢失，这也会使数据库处于不一致状态，因此应将

这些事务已提交的结果重新写人数据库。所以系统重新启动后，恢复

子系统除需要撤销所有未完成事务外，还需要重做(REDO)所有已提交

的事务，以将数据库真正恢复到一致状态。

3．介质故障

系统故障称为软故障，介质故障称为硬故障。硬故障指外存故

障，如磁盘损坏、磁头碰撞、瞬时强磁场干扰等。这类故障将破坏数

据库或部分数据库，并影响正在存取这部分数据的所有事务。这类故

障比前两类故障发生的可能性小得多，但破坏性最大。

4．计算机病毒

计算机病毒是一种人为的故障或破坏，是一些恶意破坏者编制

的一种计算机程序。这种程序与普通程序不同，它像病毒一样可以繁

殖和传播，并造成对计算机系统包括数据库的危害。

由于计算机病毒的特点，它已成为计算机系统的主要威胁，自

然也是数据库系统的主要威胁。数据库一旦被破坏仍然要用恢复技术

把数据库加以恢复。

综上所述，各类故障对数据库的影响有两种，一是数据库本身

被破坏；二是数据库没有破坏，但由于事务的运行被非正常终止造成

数据的不正确。

无论何种故障，都需要进行数据恢复。由于故障的类型不同，

通过装载备份来恢复数据库是常用的恢复手段。

（二）数据库备份

所谓备份就是把数据库复制到转储设备的过程。其中转储设备

是指用于放置数据库副本的磁带或磁盘。通常也将存放于转储设备中

的数据库副本成为原数据库的备份或转储。

常用的数据库备份的方法有如下三种：

1冷备份

冷备份是在没有终端用户访问数据库的情况下关闭数据库并将

其备份，又称为“脱机备份”。这种方法在保持数据完整性方面显然

最有保障，但是对于那些必须保持每天24小时、每周7天全天候运

行的数据库服务器来说，较长时间地关闭数据库进行备份是不现实

的。

2热备份

热备份是指当数据库正在运行时进行的备份，又称为“联机备

份”。因为数据备份需要一段时问，而且备份大容量的数据库还需要

较长的时间，那么在此期间发生的数据更新就有可能使备份的数据不

能保持完整性，这个问题的解决依赖于数据库日志文件。在备份时，

日志文件将需要进行数据更新的指令记录下来，并不进行真正的物理

更新，因此数据库能被完整地备份。备份结束后，系统再按照被日志

文件记录下来的指令对数据库进行真正的物理更新。可见