Транзакции и восстановление

Транзакции представляют собой основную единицу восстановления в системах с базами данных. Именно диспетчер восстановления СУБД обеспечивает поддержку двух из четырех основных свойств ACID транзакций (неразрывность и устойчивость) даже при наличии сбоев в системе. Диспетчер восстановления должен обеспечить, что при восстановлении после сбоя для каждой отдельной транзакции в базе данных будут постоянно фиксироваться либо все внесенные ею изменения, либо ни одно из них. Ситуация осложняется тем фактом, что запись в базу данных не представляет собой неразрывного действия (выполняемого за один шаг), и поэтому существует вероятность, что, когда выполнение транзакции будет завершено путем фиксации, внесенные ею изменения не будут реально отражены в базе данных по той простой причине, что еще не достигли файлов базы данных.

Буфера СУБД занимают определенную часть оперативной памяти и используются для обмена данными со вторичной памятью системы. Только после того как соответствующий буфер выгружен во вторичную память, можно считать, что выполненные операции обновления приобрели постоянный характер. Выгрузка буферов в базу данных может инициироваться по специальной команде (например, по команде фиксации транзакции) или же автоматически, как только буфер будет заполнен. Выдачу явного указания о необходимости записи содержимого буферов во вторичную память называют принудительной записью.

Если отказ системы произойдет между записью данных в буфер и выгрузкой буфера во вторичную память, диспетчер восстановления должен уточнить состояние транзакции, выполнявшей запись в момент аварии. Если транзакция уже выдала команду фиксации, то для обеспечения устойчивости ее результатов диспетчер восстановления должен выполнить ее повторно (redo) (эту операцию часто называют накатом), чтобы восстановить все внесенные ею изменения.

С другой стороны, если на момент отказа системы транзакция еще не была зафиксирована, диспетчер восстановления должен отменить (undo) любые ее результаты (выполнить их откат), что будет гарантировать соблюдение ее неразрывности. Если требуется выполнить откат только одной транзакции, то это — частичный откат. Частичный откат может инициироваться планировщиком, когда транзакция откатывается и перезапускается по требованию протокола управления параллельным доступом, как описано в предыдущем разделе. Кроме того, транзакция может отменяться в одностороннем порядке, например, по требованию пользователя или в результате возникновения исключительной ситуации в прикладной программе. Если требуется выполнить откат всех активных транзакций, то это — глобальный откат.

Функции восстановления

Типичная СУБД должна предоставлять следующие функции восстановления:

• механизм резервного копирования, предназначенный для периодического создания резервных копий базы данных;

• средства ведения журнала, в котором фиксируются текущее состояние транзакций и вносимые в базу данных изменения;

• функция создания контрольных точек, обеспечивающая перенос выполняемых в базе данных изменений во вторичную память с целью сделать их постоянными;

• диспетчер восстановления, обеспечивающий восстановление согласованного состояния базы данных, нарушенного в результате отказа.