数据库恢复技术简介（影子分页和日志方式）

事务处理

首先我们需要了解什么是 事务处理（TRANSACTION）：它是由一个或多个SQL语句序列结合在一起所形成的一个逻辑处理单元。 事务处理中的每个语句都是完成整个任务的一部分工作，所有的语句组织在一起能够完成某一特定的任务。DBMS在对 事务处理中的语句进行处理时，是按照下面的约定来进行的，这就是“事务处理中的所有语句被作为一个原子工作单位，所有的语句既可成功地被执行，也可以没有任何一个语句被执行”。DBMS负责完成这种约定，即使在 事务处理中应用程序异常退出，或者是硬件出现故障等各种意外情况下，也是如此。在任何意外情况下，DBMS都负责确保在系统恢复正常后，数据库内容决不会出现“部分 事务处理中的语句被执行完”的情况。

数据库事务具有四个特性，即ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation，又称独立性）、持久性（Durability）。

由于一项操作通常会包含许多子操作，而这些子操作可能会因为硬件的损坏或其他因素产生问题，要正确实现ACID并不容易。ACID建议数据库将所有需要更新以及修改的资料一次操作完毕，但实际上并不可行。

目前主要有两种方式实现ACID：第一种是Write ahead logging，也就是日志的方式。第二种是Shadow paging。

SQLite使用技术就是影子分页技术（shadow paging）。shadow paging技术可能比较落后的技术，所以现代的DBMS很少采用。 

相对于WAL（write ahead logging）技术，shadow paging技术实现起来比较简单，消除了写日志记录的开销恢复的速度也快(不需要redo和undo)。shadow paging的缺点就是事务提交时要输出多个块，这使得提交的开销很大，而且以块为单位，很难应用到允许多个事务并发执行的情况——这是它致命的缺点。

WAL 的中心思想是对数据文件 的修改（它们是表和索引的载体）必须是只能发生在这些修改已经 记录了日志之后 -- 也就是说，在日志记录冲刷到永久存储器之后． 如果我们遵循这个过程，那么我们就不需要在每次事务提交的时候 都把数据页冲刷到磁盘，因为我们知道在出现崩溃的情况下， 我们可以用日志来恢复数据库：任何尚未附加到数据页的记录 都将先从日志记录中重做（这叫向前滚动恢复，也叫做 REDO） 然后那些未提交的事务做的修改将被从数据页中删除 （这叫向后滚动恢复 - UNDO）．现在SQLite也提供了WAL日志机制。