2.5　故障恢复

数据库运行过程中可能会发生故障，这个时候某些事务可能执行到一半但没有提交，当系统重启时，需要能够恢复到一致的状态，即要么提交整个事务，要么回滚。数据库系统以及其他的分布式存储系统一般采用操作日志（有时也称为提交日志，即Commit Log）技术来实现故障恢复。操作日志分为回滚日志（UNDO Log）、重做日志（REDO Log）以及UNDO/REDO日志。如果记录事务修改前的状态，则为回滚日志；相应地，如果记录事务修改后的状态，则为重做日志。本节介绍操作日志及故障恢复基础知识。

2.5.1　操作日志

为了保证数据库的一致性，数据库操作需要持久化到磁盘，如果每次操作都随机更新磁盘的某个数据块，系统性能将会很差。因此，通过操作日志顺序记录每个数据库操作并在内存中执行这些操作，内存中的数据定期刷新到磁盘，实现将随机写请求转化为顺序写请求。

操作日志记录了事务的操作。例如，事务T对表格中的X执行加10操作，初始时X=5，更新后X=15，那么，UNDO日志记为＜T,X,5＞，REDO日志记为＜T,X,15＞，UNDO/REDO日志记为＜T,X,5,15＞。

关系数据库系统一般采用UNDO/REDO日志，相关技术可以参考数据库系统实现方面的资料。可以将关系数据库存储模型做一定程度的简化：

1）假设内存足够大，每次事务的修改操作都可以缓存在内存中。

2）数据库的每个事务只包含一个操作，即每个事务都必须立即提交（Auto Commit）。

REDO日志要求我们将所有未提交事务修改的数据块保留在内存中。简化后的存储模型可以采用单一的REDO日志，大大简化了存储系统故障恢复。