06. Recuperação de Falhas

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28/11/2014
Banco de Dados - Prof. Jorge Soares 1
Sistemas de Bancos de Dados
Prof. Jorge Soares
jasoares@uerj.br
Tema
Recuperação de Falhas
Agenda
• Tipos de falhas
• Sistema de log
• Checkpoints
• Técnicas de atualização
• Reversão em cascata
• Paginação-Sombra
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Tipos de Falhas
• Físicas
– Incêndio
– Desastres
– Queima do ar condicionado
– Perda de buffer
– Erros de hardware e software
� BackUp + Log até a data!!
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Tipos de Falhas
• Lógicas
– Overflow
– Divisão por zero
– Chamada equivocada de parâmetros
– Exceções não tratadas devidamente
– Solicitação do usuário
� Mecanismo de recuperação de falhas...
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Sistema de log
• Utilizado p/ recuperação do BDs após a ocorrência de
falhas de transação.
– mantém registro de todas atualizações;
– susceptível a falhas físicas
– back-up periódico
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O arquivo de log
• Exemplos de entrada no log:
[begin_transaction,T]
[write,T,X,old,new]
[read,T,X]
[commit, T]
[abort,T]
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Técnicas de Recuperação de Falhas
• Atualização Adiada
– O BD não é atualizado até que a transação atinja o
seu ponto de commit.
– Se a transação falhar antes desse ponto, nada
acontece à base
– Algumas operações do log devem ser retiradas do
arquivo
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Técnicas de Recuperação de Falhas
• Atualização Imediata
– Atualizações podem ser efetuadas antes da
transação atingir o seu ponto de commit.
– Essas operações são gravadas no log antes do BD
ser atualizado
– Em caso de falha a recuperação é possível através
de rollback da transação (operações de undo/redo)
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Checkpoints
• Entrada no log correspondente a um tempo t no qual os
buffers modificados do SGBD são gravados no BD
• Um [checkpoint] corresponde aos seguintes passos:
– todas as transações são suspensas temporariamente
– grava no BD (em modo força bruta) todos os buffers
modificados na área de cache
– insere um registro [checkpoint] no arquivo de log
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Checkpoints
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Checkpoints
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Técnicas de Recuperação de Falhas
• Operações fundamentais:
– REDO: refaz operação a partir do log atribuindo no
BD novos valores AIM (after image)
– UNDO: desfaz operação do log atribuindo no BD
valores BIM (before image)
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Reversão em Cascata (Cascading Rollback)
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T1 T2 T3
Read A
Read D
Write D
commit
Read C
Write B
Read B
WriteB
Read D
Write D
commit
tempo
Read A
falha do sistema
Rollback em 
cascata
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[inicia,T3]
[read,T3,C]
[write,T3,B,15,12]
[inicia,T2]
[read,T2,B]
[write,T2,B,12,18]
[inicia,T1]
[read,T1,A]
[read,T1,D]
[write,T1,D,20,25]
[commit T1]
[read,T2,D]
[write,T2,D,25,26]
[commit T2]
[read,T3,A]
desfeito
desfeito
Reversão em Cascata (Cascading Rollback)
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Paginação Sombra
Shadow Pagging
� Técnica alternativa de recuperação de falhas que não
demanda log em ambientes monousuário.
� Log pode ser necessário em ambientes multiusuário
para o método de controle de concorrência.
� Pressuposto: BD construído com um número de páginas
(blocos) de tamanho fixo.
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� Construção de um catálogo, onde a i-ésima entrada
aponta para a i-ésima página do BD em disco.
� Mantido em memória principal, se possível.
� Antes do início de uma transação, o catálogo corrente é
copiado e salvo em disco (catálogo shadow),
permanecendo inalterado durante a execução da
transação.
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Paginação Sombra
Shadow Pagging
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� Quando a transação executa uma operação write(X), a
página é copiada em outra região do disco, e o catálogo
corrente é atualizado.
� A página com a versão original é mantida em disco.
� Quais versões serão mantidas dependerá da ação a ser
realizada.
� Técnica conhecida como NO-UNDO/NO-REDO.
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Paginação Sombra
Shadow Pagging
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Paginação Sombra
Shadow Pagging
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� Problemas:
� Páginas espalhadas pelo disco
� Manutenção de catálogos grandes para transações
efetivadas
� Em sistemas multiusuários, necessidade de logs e
checkpoints
� Manutenção de lixo para transações efetivadas
� Atomicidade na migração entre os catálogos corrente e
shadow
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Paginação Sombra
Shadow Pagging