淺談檔案信息數據庫的恢復

隨著檔案信息化步伐的加快，檔案信息數據庫逐步建立和完善，但是，目前，檔案數據庫面臨著許多不安全因素，包括不可抗因素（地震、火災等）和人為因素（計算機網絡犯罪、病毒、軟件錯誤、系統崩潰、硬件過時等）。有的檔案館由于備份措施做得好，出現問題時可順利恢復數據庫的內容，而有些卻在問題面前無計可施，眼看著多年來辛苦著錄的檔案數據瞬間丟失，造成人力、物力資源的極大浪費。如何快速地恢復數據庫，保證檔案信息系統的正常運轉，成為急需研究解決的課題之一。

恢復是指當磁盤損壞或者數據庫崩潰時，通過轉儲或卸載的備份重新安裝數據庫的過程。

1 數據庫的恢復大致有如下方法：

1.1 周期性地（如3天一次）對整個數據庫進行轉儲，把它復制到備份介質中，作為后備副本，以備恢復之用。轉儲通常可分為靜態轉儲和動態轉儲。靜態轉儲是指轉儲期間不允許對數據庫進行任何存取、修改活動。而動態轉儲是指在轉儲期間允許對數據庫進行存取或修改。

1.2 對數據庫的每次修改，都記下修改前后的值，寫入“運行日志”數集中。它與后備副本結合，可有效地恢復數據庫。

日志文件是用來記錄對數據庫每一次更新活動的文件。在動態轉儲方式中必須建立日志文件，后備副本和日志文件綜合起來才能有效地恢復數據庫。在靜態轉儲方式中，也可以建立日志文件。當數據庫毀壞后，可重新裝入后備副本，把數據庫恢復到轉儲結束時刻的正確狀態。然后，利用日志文件，把已完成的事務進行重新處理，對故障發生時尚未完成的事務進行撤銷處理。這樣，不必重新運行那些已完成的事務程序，就可把數據庫恢復到故障前某一時刻的正確狀態。

2 用日志文件恢復事務

下面，介紹一下如何登記日志文件以及發生故障后，如何利用日志文件恢復事務。

2.1 登記日志文件（logging）。事務運行過程中，系統把事務開始、事務結束（包括COMMIT和ROLLBACK）以及對數據庫的插入、刪除、修改等每一個操作作為一個登記記錄（LOG記錄）存放到日志文件中。每個記錄包括的主要內容有：執行操作的事務標識、操作類型，更新前數據的舊值（對插入操作而言，此項為空值），更新后的新值（對刪除操作，次項為空值）。

登記的次序嚴格按并行事務執行的時間次序。同時，遵循“先寫日志文件”的規則。我們知道，寫一個修改到數據庫和寫一個表示這個修改的“log”記錄到日志文件中是兩個不同的操作。有可能在這兩個操作之間發生故障，即這兩個操作只完成了一個。因此，為了安全，應該先寫日志文件，即首先把“log”記錄寫到日志文件上，然后，再寫數據庫的修改。這就是 “先寫日志文件”的原則。

事務恢復。利用日志文件恢復事務的過程分兩步：第一步，從頭開始掃描日志文件，找出哪些事務故障發生時已經結束，哪些事務尚未結束。第二步，對尚未結束的事務進行撤銷處理，對已經結束的事務進行重做。進行撤銷處理的方法是：反向掃描日志文件，對每個重做事務的更新操作執行反操作。即對已經插入的新記錄執行刪除操作，對已刪除的記錄重新插入，對修改的數據恢復舊值（即用舊值代替新值）。

進行重做處理的方法是：正向掃描日志文件，重新執行登記操作。

對于非常結束的事務應該進行撤銷處理，以消除可能對數據庫造成的不一致性。對于正常結束的事務進行重做處理也是需要的，這是因為，事務已經發出COMMIT操作請求，但更新操作有可能只寫到了數據庫緩沖區（在內存），還沒來得及物理地寫到數據庫（外存）便發生了系統故障。數據庫緩沖區的內容被破壞，這種情況，仍可能造成數據庫的不一致性。由于日志文件上更新活動已完整地登記下來，因此，可能重做這些操作而不必重新運行事務程序。

3 利用轉儲和日志文件可以有效地恢復數據庫

當數據庫本身被破壞時（如硬盤故障和病毒破壞）可重裝轉儲的后備副本，然后，運行日志文件執行事務恢復，這樣，就可以重建數據庫。

當數據庫本身沒有被破壞，但內容已經不可靠時（如發生事務故障和系統故障），可利用日志文件恢復事務，從而使數據庫回到某一正確狀態。這時，不必重裝后備副本。