Для чего нужна журнализация в бд

Журнализация изменений БД: журнал, журнализация и буферизация.

Одним из основных требований к развитым СУБД явл-ся надежность хранения бд. Это требование предполагает возможность восстановления согласованного состояния бд после любого рода аппаратных и программ. сбоев. Для выполнения восстановлений необходима некоторая дополнительная информация. В большинстве современных реляционных СУБД такая информация хранится в виде журнала изменений бд. Общей целью журнализации изменений БД явл-ся обеспечение возможности восстановления согласованного состояния бд после любого сбоя. Т.к. основой поддержания целостного состояния бд явл-ся механизм транзакций, журнализация и восстановление тесно связаны с понятием транзакции. Общими принципами восстановления являются:

результаты зафиксированных транзакций должны быть сохранены в восстановленном состоянии бд; результаты незафиксированных транзакций должны отсутствовать в восстановленном состоянии бд. Возможны следующие ситуации для восстановление состояния бд: индивид. откат транзакции, восст. после внезапной потери содержимого оперативной памяти (мягкий сбой), восст. после поломки основного внешнего носителя бд (жесткий сбой).

Во всех 3 случаях основой восстановления явл-ся избыточное хранение данных. Эти избыточные данные хранятся в журнале, содержащем последовательность записей об изменении бд. Возможны 2 осн. варианта ведения журнальной информации. В 1 варианте для каждой транзакции поддерживается отдельный локальный журнал изменений БД этой транзакцией. Эти локальные журналы используются для индивидуальных откатов транзакций и могут поддерживаться в оперативной памяти. Так же ведется общий журнал изменений бд, используемый для восстановления состояния бд после мягких и жестких сбоев.

14. Написать ур-е окружности, проходящей через точку пересеченияокружности с прямой y=-x и через точку А(4,4)

Центр окружности (-2,2), радиус =

Точки пересечения окружности и прямой (обозначим В1 и В2):

Три точки, не лежащие на одной прямой, являются вершинами треугольника. Убедимся, что точки действительно не лежат на одной прямой. Для этого рассмотрим вектор АВ1 и АВ2. Они должны быть неколлинеарные. Вектор АВ1=(-4,-4), векторАВ2=(-8,0) –неколлинеарные=>точки А, В1, В2 являются вершинами треуг., а ω – это окружность, описанная около треугольника. ω определена единственным образом, а ее центр нах-ся на пересечении серединных перпендикуляров к сторонам треугольника.

Общее уравнение окружности:

Источник

Журнализация транзакций

Журнализация изменений — функция СУБД, которая сохраняет информацию, необходимую для восстановления базы данных в предыдущее консистентное состояние в случае логических или физических отказов.

В простейшем случае журнализация изменений заключается в последовательной записи во внешнюю память всех изменений, выполняемых в базе данных. Записывается следующая информация:

Формируемая таким образом информация называется журнал изменений базы данных. Журнал содержит отметки начала и завершения транзакции, и отметки принятия контрольной точки (см. ниже).

В СУБД с отложенной записью блоки данных внешней памяти снабжаются отметкой порядкового номера последнего изменения, которое было выполнено над этим блоком данных. В случае сбоя системы эта отметка позволяет узнать какая версия блока данных успела достичь внешней памяти.

СУБД с отложенной записью периодически выполняет контрольные точки. Во время выполнения этого процесса все незаписанные данные переносятся на внешнюю память, а в журнал пишется отметка принятия контрольной точки. После этого содержимое журнала, записанное до контрольной точки может быть удалено.

Журнал изменений может не записываться непосредственно во внешнюю память, а аккумулироваться в оперативной. В случае подтверждения транзакции СУБД дожидается записи оставшейся части журнала на внешнюю память. Таким образом гарантируется, что все данные, внесённые после сигнала подтверждения, будут перенесены во внешнюю память, не дожидаясь переписи всех измененных блоков из дискового кэша. СУБД дожидается записи оставшейся части журнала так же при выполнении контрольной точки.

В случае логического отказа или сигнала отката одной транзакции журнал сканируется в обратном направлении, и все записи отменяемой транзакции извлекаются из журнала вплоть до отметки начала транзакции. Согласно извлеченной информации выполняются действия, отменяющие действия транзакции, а в журнал записываются компенсирующие записи. Этот процесс называется откат (rollback).

В случае физического отказа, если ни журнал, ни сама база данных не повреждена, то выполняется процесс прогонки (rollforward). Журнал сканируется в прямом направлении, начиная от предыдущей контрольной точки. Все записи извлекаются из журнала вплоть до конца журнала. Извлеченная из журнала информация вносится в блоки данных внешней памяти, у которых отметка номера изменений меньше, чем записанная в журнале. Если в процессе прогонки снова возникает сбой, то сканирование журнала вновь начнется сначала, но фактически восстановление продолжится с той точки, откуда оно прервалось.

Содержание

Мультиплексирование

Для увеличения отказоустойчивости СУБД может записывать одновременно несколько идентичных копий журнала изменений. Если в случае отказа одна из копий журнала окажется недоступной, СУБД восстановит базу данных используя любую из доступных копий. Такая стратегия называется мультиплексированием журнала изменений.

Архивирование

Как правило, журнал изменений перезаписывается сначала, как только заканчивается пространство внешней памяти, распределенное под него. Это позволяет восстановить базу данных до актуального и консистентного состояния, но только в том случае, если сама база данных не потеряна, пусть даже и не в актуальном состоянии.

Однако в некоторых информационных системах восстановление должно быть гарантировано, даже если вся база данных потеряна. В таких системах периодически выполняются резервное копирование базы данных, а журнал изменений разделяется на последовательные отрезки и архивируется. Перед началом резервного копирования выполняется контрольная точка и журнал разделяется на отрезки, записанные до и после начала резервного копирования. По завершении процесса резервного копирования весь журнал изменений записанный до начала резервного копирования удаляется. Таким образом, при наличии резервной копии и архивированных журналов изменений, база данных может быть восстановлена до актуального состояния, даже если все блоки данных были потеряны.

Реализации

Не все реальные СУБД следуют классической схеме реализации журнала изменений, в частности по соображениям эффективности.

Oracle

Информация для отката (журнал отката) группируется в сегменты отката и также используется для поддержания целостности по чтению. В случае подтверждения транзакции информация о старых данных уничтожается, а в случае отката — используется для восстановления отменяемой транзакции.

Informix

В СУБД Informix журнал изменений представляет из себя дисковое пространство, разделенное на части называемые файлами журнала транзакций (эти файлы не имеют ничего общего с файлами на файловой системе) или логическим журналом. Запись изменений в этот журнал зависит от того в каком режиме находится база данных — без журналирования, с буферизованным журналированием или с небуферизованным. Все изменения сначала попадают в буфера логического журнала, а дальнейший сброс их в журнал транзакций зависит от режима журналирования базы данных.

Для восстановления в случае отказа используется т. н. физический журнал, в который копируются образы страниц перед их изменением. В случае сбоя сервера неподтвержденные данные будут восстановлены во время запуска.

Источник

Журнализация транзакций

Из Википедии — свободной энциклопедии

Журнализация изменений — функция СУБД, которая сохраняет информацию, необходимую для восстановления базы данных в предыдущее согласованное состояние в случае логических или физических отказов.

В простейшем случае журнализация изменений заключается в последовательной записи во внешнюю память всех изменений, выполняемых в базе данных. Записывается следующая информация:

Формируемая таким образом информация называется журнал изменений базы данных. Журнал содержит отметки начала и завершения транзакции, и отметки принятия контрольной точки (см. ниже).

В СУБД с отложенной записью блоки данных внешней памяти снабжаются отметкой порядкового номера последнего изменения, которое было выполнено над этим блоком данных. В случае сбоя системы эта отметка позволяет узнать какая версия блока данных успела достичь внешней памяти.

СУБД с отложенной записью периодически выполняет контрольные точки. Во время выполнения этого процесса все незаписанные данные переносятся на внешнюю память, а в журнал пишется отметка принятия контрольной точки. После этого содержимое журнала, записанное до контрольной точки может быть удалено.

Журнал изменений может не записываться непосредственно во внешнюю память, а аккумулироваться в оперативной. В случае подтверждения транзакции СУБД дожидается записи оставшейся части журнала на внешнюю память. Таким образом гарантируется, что все данные, внесённые после сигнала подтверждения, будут перенесены во внешнюю память, не дожидаясь переписи всех измененных блоков из дискового кэша. СУБД дожидается записи оставшейся части журнала так же при выполнении контрольной точки.

В случае логического отказа или сигнала отката одной транзакции журнал сканируется в обратном направлении, и все записи отменяемой транзакции извлекаются из журнала вплоть до отметки начала транзакции. Согласно извлеченной информации выполняются действия, отменяющие действия транзакции, а в журнал записываются компенсирующие записи. Этот процесс называется откат (rollback).

В случае физического отказа, если ни журнал, ни сама база данных не повреждена, то выполняется процесс прогонки (rollforward). Журнал сканируется в прямом направлении, начиная от предыдущей контрольной точки. Все записи извлекаются из журнала вплоть до конца журнала. Извлеченная из журнала информация вносится в блоки данных внешней памяти, у которых отметка номера изменений меньше, чем записанная в журнале. Если в процессе прогонки снова возникает сбой, то сканирование журнала вновь начнется сначала, но фактически восстановление продолжится с той точки, откуда оно прервалось.

Источник

Журнал транзакций (SQL Server)

Каждая база данных SQL Server имеет журнал транзакций, в котором фиксируются все транзакции и производимые ими в базе изменения.

Журнал транзакций — это важная составляющая базы данных. Если система даст сбой, этот журнал поможет вам вернуть базу данных в согласованное состояние.

Сведения об архитектуре и внутренних компонентах журнала транзакций см. в разделе Руководство по архитектуре журнала транзакций SQL Server и управлению им.

Удаляя или перемещая этот журнал, вы должны понимать все последствия этого действия.

Известные рабочие точки, от которых следует начинать применение журналов транзакций при восстановлении базы данных, создаются контрольными точками. Дополнительные сведения см. в статье Контрольные точки базы данных (SQL Server).

Операции, поддерживаемые журналом транзакций

Журнал транзакций поддерживает следующие операции:

Восстановление отдельных транзакций

Если приложение выдает инструкцию ROLLBACK или Компонент Database Engine обнаруживает ошибку, такую как потеря связи с клиентом, записи журнала используются для отката изменений, выполненных в результате незавершенной транзакции.

Восстановление всех незавершенных транзакций при запуске SQL Server

Если на сервере происходит сбой, базы данных могут остаться в состоянии, когда часть изменений не переписана из буферного кэша в файлы данных, но в них имеются изменения, совершенные незаконченными транзакциями. Когда экземпляр SQL Server будет запущен, он выполнит восстановление каждой базы данных. Каждое изменение, записанное в журнале, которое, возможно, не было записано в файлы данных, накатывается. Чтобы сохранить целостность базы данных, будет также произведен откат каждой незавершенной транзакции, найденной в журнале транзакций. Дополнительные сведения см. в статье Обзор процессов восстановления (SQL Server).

Накат восстановленной базы данных, файла, файловой группы или страницы до момента сбоя

После потери оборудования или сбоя диска, затрагивающего файлы базы данных, можно восстановить базу данных на момент, предшествующий сбою. Сначала восстановите последнюю полную резервную копию и последнюю дифференциальную резервную копию базы данных, затем восстановите последующую серию резервных копий журнала транзакций до момента возникновения сбоя.

При восстановлении каждой резервной копии журнала, Компонент Database Engine повторно применяет все изменения, записанные в журнале, для наката всех транзакций. После восстановления последней резервной копии журнала Компонент Database Engine затем использует данные журнала для отката всех транзакций, которые не были завершены на момент сбоя. Дополнительные сведения см. в статье Обзор процессов восстановления (SQL Server).

Поддержка репликации транзакций

Агент чтения журнала следит за журналами транзакций всех баз данных, которые настроены для репликации транзакций, и копирует отмеченные для репликации транзакции из журнала транзакций в базу данных распространителя. Дополнительные сведения о репликации транзакций см. в разделе Как работает репликация транзакций.

Поддержка решений высокого уровня доступности и аварийного восстановления

Решения резервного сервера, Группы доступности AlwaysOn, зеркальное отображение базы данных и доставка журналов в значительной степени опираются на журнал транзакций.

В сценарии «Группы доступности AlwaysOn» каждое изменение в базе данных (первичной реплике) немедленно воспроизводится в ее полных автономных копиях (вторичных репликах). Первичная реплика немедленно отсылает каждую запись журнала во вторичные реплики, которые применяют входящие записи к базам данных групп доступности, производя непрерывный накат. Дополнительные сведения см. в разделе Экземпляры отказоустойчивого кластера AlwaysOn.

В сценарии доставки журналов основной сервер отправляет активный журнал транзакций основной базы данных в определенное назначение или множество назначений. Каждый сервер-получатель восстанавливает журнал в свою локальную базу данных-получатель. Дополнительные сведения см. в разделе Сведения о доставке журналов.

В сценарии зеркального отражения базы данных каждое изменение в базе данных (основной базе данных) немедленно воспроизводится в ее полной автономной копии (зеркальной базе данных). Экземпляр основного сервера немедленно отсылает каждую запись журнала в экземпляр зеркального сервера, который применяет входящие записи к зеркальной базе данных, путем ее непрерывного наката. Дополнительные сведения см. в разделе Зеркальное отображение базы данных.

Характеристики журнала транзакций

Ниже приведены характеристики журнала транзакций Компонент SQL Server Database Engine.

Журнал транзакций выполнен как отдельный файл или набор файлов в базе данных. Кэш журнала управляется отдельно от буферного кэша для страниц данных, что приводит к простому, быстрому и устойчивому коду в пределах компонента Компонент SQL Server Database Engine. Дополнительные сведения см. в разделе Физическая архитектура журнала транзакций.

Формат записей журнала и страниц не обязан следовать формату страниц данных.

Механизм многократного использования пространства в файлах журналов действует быстро и оказывает минимальное влияние на пропускную способность транзакций.

Сведения об архитектуре и внутренних компонентах журнала транзакций см. в разделе Руководство по архитектуре журнала транзакций SQL Server и управлению им.

Усечение журнала транзакций

Процесс усечения журнала освобождает место в файле журнала для повторного использования журналом транзакций. Необходимо регулярно усекать журнал транзакций, чтобы предотвратить переполнение выделенного пространства. По ряду причин его усечение может быть отложено, поэтому очень важно следить за размером журнала. Некоторые операции можно выполнять с минимальным протоколированием, чтобы сократить их вклад в размер журнала транзакций.

Усечение журнала удаляет неактивные виртуальные файлы журнала (VLF) из логического журнала транзакций базы данных SQL Server, освобождая в нем место для повторного использования физическим журналом транзакций. Если усечение журнала транзакций не выполняется, со временем он заполняет все доступное место на диске, отведенное для файлов физического журнала.

В целях предотвращения этой проблемы усечение журнала выполняется автоматически после следующих событий, за исключением тех случаев, когда оно по каким-то причинам задерживается:

Дополнительные сведения см. в разделе Факторы, которые могут вызвать задержку усечения журнала далее в этой статье.

Усечение журнала не приводит к уменьшению размера физического файла журнала. Для уменьшения реального размера физического файла журнала необходимо выполнить его сжатие. Сведения о сжатии физического файла журнала см. в разделе Управление размером файла журнала транзакций.
Следует учитывать факторы, которые могут повлиять на задержку усечения журнала. Если после сжатия журнала снова потребуется дисковое пространство, размер журнала транзакций снова будет увеличиваться, что повлияет на производительность во время операций увеличения.

Факторы, которые могут вызвать задержку усечения журнала

Когда записи журнала остаются активными длительное время, усечение журнала транзакций откладывается и возникает вероятность переполнения журнала транзакций, как описано ранее.

Дополнительные сведения о том, что нужно делать при переполнении журнала транзакций, см. в разделе Troubleshoot a Full Transaction Log (SQL Server Error 9002).

На самом деле усечение журнала может быть задержано из-за множества причин. Чтобы узнать причину, препятствующую усечению журнала транзакций в конкретном случае, выполните запрос по столбцам log_reuse_wait и log_reuse_wait_desc представления каталога sys.database. В следующей таблице описаны значения этих столбцов.

Операции, допускающие минимальное протоколирование

Минимальное протоколирование — это протоколирование только информации, необходимой для восстановления транзакции без поддержки восстановления на момент времени. В этом разделе определяются операции, которые подлежат минимальному протоколированию в модели восстановления с неполным протоколированием (как и в простой модели восстановления, кроме случаев, когда выполняется резервное копирование).

Минимальное протоколирование не поддерживается для оптимизированных для памяти таблиц.

В модели полного восстановлениявсе массовые операции полностью протоколируются. Однако для набора массовых операций можно использовать минимальное протоколирование, временно переключив базу данных на модель восстановления с неполным протоколированием во время массовых операций. Минимальное протоколирование более эффективно, чем полное, и снижает вероятность того, что во время массовой операции большого объема будет заполнено все доступное пространство журнала транзакций. Однако, если при включенном минимальном протоколировании база данных будет повреждена или потеряна, ее нельзя будет восстановить до точки сбоя.

Следующие операции, выполняемые с полным протоколированием в модели полного восстановления, осуществляются с минимальным протоколированием в простой модели восстановления и модели восстановления с неполным протоколированием:

Если включена репликация транзакций, операции BULK INSERT протоколируются полностью даже в модели восстановления с неполным протоколированием.

Если включена репликация транзакций, операции SELECT INTO протоколируются полностью даже в модели восстановления с неполным протоколированием.

Если в базе данных используется простая модель восстановления или модель восстановления с неполным протоколированием, некоторые DDL-операции с индексом протоколируются в минимальном объеме при их выполнении как режиме «вне сети», так и в режиме «в сети». Минимально протоколируются следующие операции с индексами.

ОперацииCREATE INDEX (включая индексированные представления).

ОперацииALTER INDEX REBUILD или DBCC DBREINDEX.

Инструкция DBCC DBREINDEX является устаревшей. Не используйте ее в новых приложениях.

Операции построения индекса используют минимальное ведение журнала, но могут быть отложены при одновременном выполнении резервного копирования. Эта задержка вызвана требованиями к синхронизации страниц буферного пула с минимальным протоколированием при использовании простой модели восстановления или модели восстановления с неполным протоколированием.

Перестроение новой кучи DROP INDEX (если применимо). Освобождение страниц индексов при выполнении операции DROP INDEX всегда протоколируется полностью.

Related tasks

Управление журналом транзакций

Резервное копирование журнала транзакций (модель полного восстановления)

Восстановление журнала транзакций (модель полного восстановления)

Источник