數據庫常見故障類型

數據庫系統運行過程中可能發生的故障主要分為以下三類，其破壞性由小到大：

故障類型	別名	根本原因	影響范圍	典型例子
?1. 事務故障?	邏輯故障	事務內部的程序邏輯錯誤或輸入異常。	?單個或少量事務。	- 輸入數據不合法（如除零錯誤）。 - 應用程序錯誤（如轉賬時余額為負）。 - 死鎖（被系統強制終止）。
?2. 系統故障?	軟故障（Soft Crash）	硬件（如突然斷電）、操作系統或DBMS軟件錯誤，導致系統停止運行。	?所有正在運行的事務，?內存數據丟失，但磁盤數據完好。	- 操作系統崩潰。 - 數據庫服務器進程意外被殺。 - 突然斷電（需有備用電源支持內存寫入磁盤的時間）。
?3. 介質故障?	硬故障（Hard Crash）	存儲數據庫的物理設備發生損壞。	?破壞磁盤上的數據，影響范圍最大。	- 磁盤控制器（Disk Controller）故障。 - 磁頭損壞（Head Crash）。 - 磁盤塊因老化而永久性損壞。

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各類故障的恢復策略

各類故障的恢復策略

針對不同的故障類型，數據庫系統采用了相應的恢復機制：

1. 事務故障的恢復

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  ?恢復方式?： ?撤銷（UNDO）??

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  ?實現機制?： 系統反向掃描日志文件，找到該事務的所有更新操作，并對這些操作執行逆操作，將數據庫恢復到該事務執行之前的狀態，就像這個事務從未發生過一樣。

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  ?目標?： 消除失敗事務對數據庫的所有影響。

2. 系統故障的恢復

系統重啟后，恢復子系統需要處理兩種不確定狀態的事務：

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  ?未完成的事務?： 事務未提交，但其部分修改可能已寫入磁盤。

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  ?已提交但未落盤的事務?： 事務已提交，但其數據修改可能還在內存緩沖區，未來得及寫入磁盤。

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  ?恢復方式?： ?撤銷（UNDO） + 重做（REDO）??

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  ?實現機制?：

  1. 1.

     ?撤銷（UNDO）??： 撤銷所有未完成事務的操作，確保原子性。

  2. 2.

     ?重做（REDO）??： 重做所有已提交但未落盤事務的操作，確保持久性。

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  ?關鍵技術?： 通過檢查點（Checkpoint）?? 技術來確定哪些事務需要UNDO，哪些需要REDO，這正是我們上一個對話討論的核心內容。

3. 介質故障的恢復

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  ?恢復方式?： ?重裝備份 + 重做日志?

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  實現機制?：

  1. 1.

     裝入最新的數據庫備份?（冷備或熱備），將數據庫恢復到備份時的狀態。

  2. 2.

     裝入備份點之后的所有日志文件副本。

  3. 3.

     重做（REDO）備份之后所有已提交事務的操作，將數據庫恢復到故障發生前的狀態。

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  ?特點?： 恢復速度最慢，對可用性影響最大。因此，?制定定期備份策略和日志歸檔策略至關重要。