11.3.1 检查点

利用日志技术进行数据库还原时，还原子系统需要搜索日志并检查所有日志记录，以确定哪些事务需要撤销，哪些事务需要重做。但实际上，许多需要REDO处理的事务已经将它们的更新操作写到数据库中了，然而，还原子系统又会重新执行这些操作，导致浪费大量时间。因此，针对这一问题，又开发了具有检查点的还原技术：在日志文件中增加“检查点（Check Point）记录”和一个重新开始文件，还原子系统在登录日志文件期间动态维护日志。

检查点记录的内容：检查点建立时所有正在执行的事务清单，事务最近一个日志记录的地址。

重新开始文件：用于记录各个检查点记录在日志文件中的地址。

建立检查点Ci时对应的日志文件和重新开始文件，如图11-11所示。

1. 动态维护日志的方法

动态维护日志的方法是周期性地执行如下操作：

(1) 将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入日志文件；

(2) 在日志文件中写入一个检查点记录；

(3) 将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中；

(4) 把检查点记录在日志文件中的地址写入重新开始文件。

由上可知，如果事务T在一个检查点前提交，则T对数据库所做的修改一定都已写入数据库，写入时间是这个检查点建立之前或建立之时，因此，使用检查点方法可以改善还原效率。系统出现故障时，还原子系统会根据事务的不同状态采取不同的还原策略，如图11-12所示。

T1：在检查点之前提交。

T2：在检查点之前开始执行，在检查点之后故障点之前提交。

T3：在检查点之前开始执行，在故障点时还未完成。

T4：在检查点之后开始执行，在检查点之后故障点之前提交。

T5：在检查点之后开始执行，在检查点时还未完成。

其中，T1在检查点之前已经提交，所以不必执行REDO操作；T3和T5在故障发生时还未完成，但可能有部分数据已写入数据库，所以予以撤销；T2和T4在检查点后才提交，其对数据库所做的修改在故障发生时可能还在缓冲区中，尚未全部写入数据库，所以要执行REDO。

2. 系统使用检查点方法进行还原的步骤

(1) 从重新开始文件中找到最后一个检查点记录在日志文件中的地址，由该地址在日志文件中找到最后一个检查点记录。

(2) 由该检查点记录得到建立检查点时所有正在执行的事务清单ACTIVE-LIST。这里要建立两个事务队列：执行 UNDO 操作的事务集合 UNDO-LIST；执行 REDO 操作的事务集合REDO-LIST。把ACTIVE-LIST暂时放入UNDO-LIST队列，REDO队列暂时为空。

(3) 从检查点开始正向扫描日志文件。如果有新开始的事务 Ti，则把 Ti 暂时放入UNDO-LIST队列；如果有提交的事务Tj，则把Tj从UNDO-LIST队列移到REDO-LIST队列；直至日志文件结束。

(4) 对UNDO-LIST中的每个事务执行UNDO操作，对REDO-LIST中的每个事务执行REDO操作。