ARIES算法简介

intro

1. 日志顺序号（LSN）
2. 支持物理逻辑redo。它是物理的，但在页内它可能是逻辑的。
3. 使用脏页表来最大限度地减少恢复时不必要的重做。
4. 使用模糊检查点机制，只记录脏页信息和相关的信息，甚至不要求将脏页写到磁盘。不在检查点时将脏页写入磁盘，而是连续地在后台刷新脏页面。

数据结构

LSN

每个日志记录都有一个唯一标识该记录的日志顺序号（LSN）。
LSN：由一个文件号以及在该文件中的偏移量组成。

每一页也维护一个叫页日志顺序号（PageLSN）的标识。每当一个更新操作发生在某页上时，该操作将其日志记录的LSN存储在该页的PageLSN域中。在恢复的撤销阶段，LSN值小于或等于PageLSN值的日志记录将不在该页上执行，因为它的动作已经在该页上了。

每个日志记录包含同一事务的前一日志记录的LSN，放在PrevLSN中，使得一个事务可以由后向前提取，而不必读整个日志。事务回滚中会产生一些特殊的redo-only的日志，称为补偿日志记录（Compensation Log Record, CLR)。CLR中还有额外的称为UndoNextLSN的字段，记录下一个需要undo的日志的LSN。

脏页表

包含一个在数据库缓冲区中已经更新的页的列表，为每一页保存其PageLSN和一个称为RecLSN的字段。RecLSN用于标识已经实施于该页的磁盘上的版本的日志记录。当某页首次被放入脏页表中，它的RecLSN值被设置为日志的当前末尾。

检查点日志记录

包含脏页表和活动事务的列表。

恢复算法

恢复的过程包含三个阶段：

• 分析阶段：决定哪些事务要撤销，哪些页在崩溃时是脏的，以及重做阶段应从哪个LSN开始
• redo阶段：从分析阶段决定的位置开始，执行重做，将DB恢复到发生崩溃前的状态
• undo阶段：这一阶段回滚在发生崩溃时那些不完全的事务

分析阶段

找到最后的完整检查日志记录，将该记录读入脏页表。将redoLSN设为脏页表中页的RecLSN的最小值。

将undo-list初始设置为检查点日志记录中的事务列表，从检查点正向扫描，发现新的begin，就加入;发现end，就删去。也记录undo-list每一个事务的最后一个记录，在undo阶段使用。

一旦有更新页的记录，不在脏页表，也加入脏页表。

redo阶段

找到一个更新日志记录：

1. 如果该页不在脏页表中，或者该更新日志记录的LSN小于脏页表中该页的RecLSN，跳过
2. 否则从磁盘中调出该页，如果其PageLSN小于该日志记录的LSN，就重做。

undo阶段

对日志进行一遍反向扫描，对undo-list中的所有事务进行撤销。

用分析阶段所记录的每一个事务的最后一个LSN来快速定位。

每找到一个更新日志记录，就用它来执行一个undo。

产生一个包含undo的CLR，并将该CLR的UndoNextLSN设置为该更新日志记录的PrevLSN。

如果遇到一个CLR，它的UndoNextLSN已经指明需要Undo的LSN，且应该已经回滚。