数据库原理与应用 SQL Server 2005 教学课件 ppt 作者 廖瑞华 1_第8章　数据库保护

数据库原理与应用（SQL Server 2005）,廖瑞华 主编,第8章 数据库保护 第9章 关系模式规范化,第8章 数据库保护,1. 事务的概念、性质 2. 并发问题、并发调度的可串行性 3. 封锁技术 4. 数据库恢复技术 5. SQL 6. SQL 8.1 事务 8.2 并发控制 8.3 数据库恢复技术 8.4 本章小结 8.5 习题,1. 事务的概念、性质,2. 并发问题、并发调度的可串行性,3. 封锁技术,4. 数据库恢复技术,5. SQL,6. SQL,8.1 事务,8.1.1 事务的概念 8.1.2 事务的性质 1. 原子性 2. 一致性,8.1 事务,表8-1 payment(表),8.1 事务,3. 隔离性 4. 持久性 8.1.3 事务调度 1. 事务调度的概念 1) 调度必须包含所有事务的指令。 2) 一个事务中指令的顺序在调度中必须保持不变。 2. 事务调度的两种基本形式 (1) 串行调度 (2) 并行调度 8.1.4 SQL Server的事务处理 1. 自动事务 2. 显式事务,8.1 事务,(1) 开始(或启动)一个事务单元 1) transaction_name是给事务分配的名称。 2) tran_name_variable是用户定义的、含有有效事务名称的变量的名称。 3) WITH MARK description指定在日志中标记事务。 (2) 设置事务的保存点 1) savepoint_name：是指派给保存点的名称。 2) savepoint_variable：是用户定义的、含有有效保存点名称的变量的名称。 (3) 回滚事务 1) transaction_name：是给 BEGIN TRANSACTION 上的事务指派的名称。,8.1 事务,2) tran_name_variable：是用户定义的、含有有效事务名称的变量的名称。 3) savepoint_name：是来自 SAVE TRANSACTION 语句的savepoint_name。 4) savepoint_variable：是用户定义的、含有有效保存点名称的变量的名称。 (4) 提交事务 3. 隐性事务,8.2 并发控制,8.2.1 并发控制概述 1) 售票员A通过网络在数据库中读出某航班的一张未售出机票的座位票S821136。 2) 售票员B通过网络在数据库中读出某航班的一张未售出机票的座位票S821136。 3) 售票员A卖出此机票S821136，登记已售标记(订票人张)。 4) 售票员B卖出此机票S821136，登记已售标记(订票人李)。 1. 丢失更新 2. 不可重复读,8.2 并发控制,图8-1 三种数据不一致性 a) 丢失更新 b) 不可重复读 c) 读“脏”数据,1) 事务T1读取某一数据后，事务T2对其做了修改，,8.2 并发控制,当事务T1再次读该数据时，得到前一次不同的值。 2) 事务T1按一定条件从数据库中读取了某些数据记录后，事务T2删除了其中某些记录，当T1再次按相同条件读取数据时，发现某些记录消失了。 3) 事务T1按一定条件从数据库中读取了某些数据记录后，事务T2插入了一些记录，当T1再次按相同条件读取数据时，发现多了些记录。 3. 读“脏”数据 8.2.2 封锁,8.2 并发控制,图8-2 封锁类型的相容矩阵,8.2.3 封锁协议 1. 一级封锁协议,8.2 并发控制,图8-3 用封锁机制解决并发操作中的3种问题示例 a) 没有丢失修改 b) 可重复读 c) 不读“脏”数据,2. 二级封锁协议,8.2 并发控制,3. 三级封锁协议 8.2.4 活锁和死锁 1. 活锁 2. 死锁 (1) 死锁的预防 1) 一次封锁法。 2) 顺序封锁法。 (2) 死锁的诊断与解除 1) 超时法。 2) 等待图法。 8.2.5 并发调度的可串行性,8.2 并发控制,图8-4 并发事务的不同调度 a) 串行调度 b) 串行调度 c) 不可串行化的调度 d) 可串行化的调度,8.2.6 两段锁协议,8.2 并发控制,1) 扩展阶段：这是两段锁协议的第一阶段，事务可以获得锁，但不能释放锁。 2) 收缩阶段：这是两段锁协议的第二阶段，事务可以释放锁，但不能获得新锁。,8.2 并发控制,图8-5 两段锁协议示例 a) 遵守两段锁协议 b) 不遵守两段锁协议 c) 遵守两段锁协议时发生死锁,8.2.7 封锁的粒度,8.2 并发控制,1. 多粒度封锁,图8-6 三级粒度树,2. 意向锁 (1) IS锁 (2) IX锁 (3) SIX锁,8.2 并发控制,图8-7 锁的相容矩阵 a) 数据项的相容矩阵 b) 锁的强度的偏序关系,8.2.8 SQL Server的并发控制,8.2 并发控制,1. 隔离级别 1) 未提交读(READ UNCOMMITTED)：指定语句可以读取已由其他事务修改但尚未提交的行。 2) 提交读(READ COMMITTED)：SQL Server的默认级别。 3) 可重复读(REPEATABLE READ)：数据读取时需要排他锁。 4) 可串行读(SERIALIZABLE)：事务隔离的最高级别，事务之间完全隔离。 5) 快照(SNAPSHOT)：SQL Server在TEMPDB中存放不同版本的数据行，SELECT语句读取这些不同版本的行，读操作不阻塞写操作，写操作也不阻塞读操作，这样，那些由于读/ 写争用导致的大量死锁的系统将从中获得无穷益处。 2. 多粒度锁,8.2 并发控制,表8-2 SQL Server 2005锁定资源,8.2 并发控制,表8-3 SQL Server 2005锁模式,表8-3 SQL Server 2005锁模式,8.2 并发控制,表8-4 意向锁,表8-4 意向锁,8.3 数据库恢复技术,8.3.1 恢复的实现技术 1. 数据转储 2. 登记日志文件 (1) 日志文件的格式和内容 (2) 日志文件的作用 1) 事务故障恢复和系统故障必须用日志文件。 2) 在动态转储方式中必须建立日志文件，后援副本和日志文件综合起来才能有效地恢复数据库。 3) 在静态转储方式中，也可以建立日志文件。 (3) 登记日志文件必须遵循的两条原则 8.3.2 具有检查点的恢复技术 1) 建立检查点时刻所有正在执行的务清单。,8.3 数据库恢复技术,2) 这些事务最近一个日志记录的地址。 1) 在检查点开始时就将所有的脏页(Dirty Page)写出，这时所有包含已变更数据但尚未写到磁盘中的页面将被写到磁盘中。 2) 将未完成的交易清单写到交易记录文件中，告诉 SQL Server 在检查点发生了哪些交易。 3) 将所有的脏( Dirty)记录文件分页写到磁盘中，确保记录文件缓冲区会更新到磁盘中。 4) 将检查点记录储存到数据库中，由于交易记录文件会被备份并删减，所以需要在交易记录文件以外保留一个检查点的记录。 1. 使用对象资源管理器中设定恢复间隔,8.3 数据库恢复技术,1) 打开对象资源管理器，右击数据库实例，比如“LRHSCJIAOWU”，在弹出菜单中单击“属性”选项，弹出“服务器属性”设置窗口。 2) 单击左侧的“数据库设置”页，如图8-8所示。 2. 使用 T-SQL 设定恢复间隔,8.3 数据库恢复技术,图8-8 SQL Server属性窗口,8.3.3 SQL Server 的备份与恢复,8.3 数据库恢复技术,1. 备份类型 1) 完整备份：备份整个数据库的所有内容，包括事务日志。 2) 差异备份：是完整备份的补充，差异备份只备份上次完整备份后更改的数据。 3) 事务日志备份：事务日志备份只备份事务日志里的内容。 4) 文件和文件组备份：如果在创建数据库时，为数据库创建了多个数据库文件或文件组，可以使用该备份方式。 2. 恢复模式 1) 完整恢复模式：在该恢复模式下，SQL Server 2005会完整记录下操作数据库的每一个步骤。 2) 大容量日志恢复模式：是对完整恢复模式的补充。,8.3 数据库恢复技术,3) 简单恢复模式：在该模式下，数据库会自动把不活动的日志删除。 1) 启动“SQL Server Management Studio”，在“对象资源管理器”窗口里展开树形目录，定位到要设置恢复模式的数据库上。 2) 右击数据库名，在弹出的快捷菜单里选择“属性”选项，在弹出的“数据库属性”对话框里选择“选项”标签。 3) 在如图8-9所示对话框中的“恢复模式”下拉列表框里可以选择恢复模式。 4) 选择完毕后，单击“确定”按钮完成操作。 3. 备份设备概述,8.3 数据库恢复技术,图8-9 设置数据库的恢复模式,(1) 磁盘备份设备,8.3 数据库恢复技术,(2) 磁带备份设备 (3) 使用逻辑备份设备 (4) 镜像备份媒体集 4. 在SQL Server中创建备份设备 (1) 通过“对象资源管理器”来创建备份设备 1) 在“对象资源管理器”窗口里展开树结构的“数据库实例”，展开“服务器对象”结点，右击“备份设备”，在弹出的快捷菜单里选择“新建备份设备”，弹出如图8-10所示的对话框。,8.3 数据库恢复技术,图8-10 定义备份设备,2) 在“设备名称”文本框里输入备份设备的名称，,8.3 数据库恢复技术,即备份设备的逻辑名，并指明文件的保存位置。 3) 设置完毕后，单击“确定”按钮完成创建备份设备操作。 (2) 通过T-SQL语句来创建备份设备 1) devtype：设备类型，可以支持的值为disk和tape，其中，disk为磁盘文件，tape为Windows支持的任何磁带设备。 2) logicalname：备份设备的逻辑名称，相当于图8-10中的“设备名称”。 3) physicalname：备份设备的物理名称，相当于图8-10中的“文件”。 5. 在SQL Server中备份数据库 (1) 通过“对象资源管理器”来备份数据库,8.3 数据库恢复技术,1) 在“对象资源管理”中展开“数据库”结点，在要备份的数据库(比如“jwgl”)上右击，弹出快捷菜单，执行“任务”“备份”命令。 2) 如图8-11所示，在“备份数据库-jwgl”窗口中，“备份类型”默认为“完整”，可以从下拉列表中选择“差异”或“事务日志”选项，这里选择“完整”。,8.3 数据库恢复技术,图8-11 “备份数据库-jwgl”窗口,3) 在没有磁带机的情况下，目标自动选择为备份到磁盘。,8.3 数据库恢复技术,图8-12 “选择备份目标”窗口,8.3 数据库恢复技术,图8-13 在“备份数据库-jwgl”窗口中选择备份设备,8.3 数据库恢复技术,图8-14 备份成功信息,(2) 通过T-SQL语句来备份数据库 1) 使用物理名称指定备份文件。 2) 使用逻辑备份设备。 6. 在SQL Server中恢复数据库 (1) 通过“对象资源管理器”来恢复数据库,8.3 数据库恢复技术,1) 在“对象资源管理”中展开“数据库”结点，在要还原的数据库(比如“jwgl”)上右击，弹出快捷菜单，执行“任务”“还原”“数据库”命令，打开“还原数据库-jwgl”窗口，如图8-15所示，选中“源设备”单选按钮。 2) 在“指定备份”窗口中，在“备份媒体”右边的下拉列表框中选择“备份设备”，然后单击“添加”按钮，弹出“选择备份设备”对话框，如图8-17所示。 3) 在图8-18中，单击左上角“选项”页，选中“覆盖现有数据库”复选框，恢复状态使用默认选项，如图8-19所示。,8.3 数据库恢复技术,图8-15 “还原数据库-jwgl”窗口,8.3 数据库恢复技术,图8-16 “指定备份”窗口,8.3 数据库恢复技术,图8-17 “选择备份设备”窗口,8.3 数据库恢复技术,图8-18 “选择备份设备”窗口,8.3 数据库恢复技术,图8-19 设置还原选项和恢复状态,4) 单击“确定”按钮，还原备份。,8.3 数据库恢复技术,图8-20 还原成功,(2) 通过T-SQL语句来恢复