專利名稱：：用于自動數(shù)據(jù)庫或文件系統(tǒng)維護和修復(fù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)管理，尤其涉及自動數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)維護和修復(fù)，以確保數(shù)據(jù)可靠性。本發(fā)明的各個方面涉及響應(yīng)并在數(shù)據(jù)頁面層上對所有數(shù)據(jù)頁面類型校正數(shù)據(jù)損壞，以及各種情形的恢復(fù)(包括重建或還原操作)，包括但不限于索引頁面損壞(集聚的和非集聚的)、數(shù)據(jù)頁面損壞、以及日志文件中的頁面損壞。
背景技術(shù)：
：盡管客戶機數(shù)據(jù)庫平臺(即家用和商用臺式計算機)使用的硬件質(zhì)量比服務(wù)器平臺的低得多，但是甚至服務(wù)器類的硬件(控制器、驅(qū)動器、盤等等)仍然可導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞，從而讀取操作不能返回應(yīng)用程序?qū)懙綌?shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容。當(dāng)然，出于各種原因客戶機數(shù)據(jù)庫平臺(與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫平臺相對)的問題顯然更多，包括但不限于，客戶機在寫操作中期因意外停電而被任意斷電的可能性增加，從而導(dǎo)致受損頁面和可能的數(shù)據(jù)庫損壞。(對服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而言較常見的是利用不中斷電源來減輕因停電導(dǎo)致的問題。)媒體衰退是數(shù)據(jù)庫損壞的另一種來源，其中物理存儲媒體確實會隨時間而磨損。有關(guān)可靠性的關(guān)心的又一種來源是檢測由因疏忽(例如程序錯誤(bug))和惡意(例如病毒)的軟件錯誤而導(dǎo)致的損壞并從中恢復(fù)。通常數(shù)據(jù)庫的維護和修復(fù)是由數(shù)據(jù)庫管理員等進行的，這些數(shù)據(jù)庫管理員具有良好技能并具有對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的深厚知識，或由至少熟悉并經(jīng)常使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的個人一大體上是對數(shù)據(jù)庫技術(shù)相對熟練的人進行。另一方面，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的典型消費者和商業(yè)終端用戶很少用數(shù)據(jù)庫，且很大程度上被錯誤裝備來進行數(shù)據(jù)庫維護和修復(fù)。盡管這兩組之間不同的技能級別在過去很大程度上并不相關(guān)，但操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的文件系統(tǒng)一諸如在"相關(guān)申請"章節(jié)中標(biāo)識的相關(guān)美國專利申請中揭示的操作系統(tǒng)—創(chuàng)建了這些較不熟練的終端用戶將面對他們基本上不能解決的數(shù)據(jù)庫維護和修復(fù)問題的情形。因而商業(yè)/消費者的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)，或簡稱為"數(shù)據(jù)庫文件系統(tǒng)"(DBFS)必須能夠檢測損壞并將其數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到事務(wù)處理的一致狀態(tài)，且在不可恢復(fù)的數(shù)據(jù)丟失情形中，DBFS必須確保在維護所述數(shù)據(jù)的原子變化單元的層次上(即，在基于項的DBFS的"項"層上)的數(shù)據(jù)一致性。此外，對于缺省地以懶提交模式運行的DBFS，在異常斷電之前剛提交的交易持久性無法得到確保，且必須進行說明和校正。此外，在商業(yè)/消費者終端用戶將大大受益于自動的DBFS維護和恢復(fù)的同時，數(shù)據(jù)庫管理員和具有較多數(shù)據(jù)庫技能的人也將受益于一般數(shù)據(jù)庫維護和修復(fù)的技術(shù)方案。對本領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫管理員而言常見的是利用數(shù)據(jù)庫工具(例如被提供SQLServer2000的數(shù)據(jù)庫調(diào)整顧問)，但這些工具不能直接解決可靠性問題，而是相反提供執(zhí)行并管理數(shù)據(jù)庫備份的方法一且不是以大部分自動化方式，而是相反想要數(shù)據(jù)庫管理員的大量參與，特別是當(dāng)數(shù)據(jù)庫備份不可用或者產(chǎn)生其它修復(fù)問題時。因而，解決數(shù)據(jù)庫可靠性的自動化方案也將有利于數(shù)據(jù)庫管理員和其它熟練數(shù)據(jù)庫用戶。本發(fā)明就是提供了這樣的方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的各個實施例涉及DBFS的數(shù)據(jù)可靠性系統(tǒng)(DRS)，其中該DRS包括用于自動執(zhí)行數(shù)據(jù)庫管理(DBA)任務(wù)而幾乎不需要或不需要終端用戶的直接參與(因而基本上對所述終端用戶透明)的框架和策略集。對于若干實施例，DRS框架實現(xiàn)用于將錯誤和事件通知、策略、和錯誤/事件處理算法插入DRS的機制。更特別地，對于這些實施例，DRS是負責(zé)在背景中維護和修復(fù)DBFS的背景線程，因而DRS在最高層上保護并維護DBFS的整體健康。對于本發(fā)明的若干實施例，DRS包括以下特征(1)在頁面層上對所有頁面類型響應(yīng)并校正數(shù)據(jù)損壞；以及(2)對以下嘗試第二層的恢復(fù)(重建或還原)(a)索引頁面損壞(集聚的和非集聚的)；(b)數(shù)據(jù)頁面損壞；以及(c)日志文件中的頁面損壞。本發(fā)明某些實施例還包括DRS的特定功能，包括但不限于(i)處理修復(fù)/恢復(fù)數(shù)據(jù)損壞情形；以及(ii)(iii)改進系統(tǒng)的可靠性和可用性；以及(iv)保留熟練第三方的DRS錯誤/事件歷史表格，以在需要時檢修數(shù)據(jù)庫或存儲引擎問題。結(jié)合附圖閱讀前面的
發(fā)明內(nèi)容和以下較佳實施例的詳細描述，能得到更好的理解。為了說明本發(fā)明，在附圖中示出本發(fā)明的示例性結(jié)構(gòu)；然而，本發(fā)明并不限于所揭示的特定方法和裝置。在附圖中圖1是示出本發(fā)明各方面可結(jié)合其中的計算機系統(tǒng)的框圖；圖2是示出代表本發(fā)明若干實施例的數(shù)據(jù)庫文件系統(tǒng)(DBFS)中數(shù)據(jù)可靠性系統(tǒng)(DRS)的結(jié)構(gòu)的框圖3A是示出數(shù)據(jù)庫FPM將數(shù)據(jù)存儲器附加到DBFS的框圖3B是示出在本發(fā)明若干實施例的數(shù)據(jù)庫附加操作期間檢測并校正被損壞頁面的過程的流程圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明各個實施例在啟動/崩潰恢復(fù)環(huán)境中利用DRS的流程圖4B是示出在數(shù)據(jù)庫附加期間由DRS處理的錯誤的表格；圖5A是示出本發(fā)明各個實施例的在查尋引擎遭遇錯誤時的在線操作中利用DRS的流程圖5B是示出在線操作期間由DRS處理的錯誤的表格；圖6是示出當(dāng)頁面在最近的瞬象中存在且具有有效處理日志時DRS執(zhí)行恢復(fù)的流程圖7是示出本發(fā)明若干DRS實施例的用于使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)在線的方法的流程圖，在這些實施例中數(shù)據(jù)庫不能被恢復(fù)且沒有可用備份。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明一方面DRS用來嘗試恢復(fù)數(shù)據(jù)頁面的方法的流程圖。具體實施例方式本發(fā)明的主題是專門為滿足法定需求而進行描述的。然而，該描述本身并不是要限制本專利的范圍。相反，發(fā)明者已經(jīng)預(yù)期到已聲明主題也能結(jié)合其它現(xiàn)有或以后的技術(shù)用其它方式體現(xiàn)，以包括不同的步驟或類似于本文檔中所述步驟的組合。此外，盡管術(shù)語"步驟"在此可用以暗示所用方法的不同元素，該術(shù)語不應(yīng)被解釋為暗示在此揭示的不同步驟之間或當(dāng)中的任何特定次序，除非在明確說明單獨步驟的次序時。以上
發(fā)明內(nèi)容提供了對本發(fā)明特征的縱覽。本發(fā)明一實施例的詳細描述如下。對于以下所述的各個實施例，本發(fā)明特征被描述為在MicrosoftSQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(在此有時簡稱為"SQL")中單獨實現(xiàn)，或者被結(jié)合到MicrosoftWinFS文件系統(tǒng)用于下一代個人計算機操作系統(tǒng)(通常稱為"WindowsLonghom"或簡稱為"Longhorn")，后者是先前所述許多相關(guān)專利申請的主要主題。如上所述，SQLServer結(jié)合了Microsoft.NET公共語言運行時間(CLR)，以使受管理代碼能被編寫并執(zhí)行，來對SQLServer數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲器進行操作。盡管以下所述的實施例在該環(huán)境中操作，但是可以理解本發(fā)明決不受限于SQLServer產(chǎn)品中的實現(xiàn)。相反，本發(fā)明可在支持面向?qū)ο缶幊檀a的執(zhí)行以在數(shù)據(jù)庫存儲器上操作的任何數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中實現(xiàn)，諸如面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)和具有對象關(guān)系擴展的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。因此，可以理解，本發(fā)明并不限于以下所述的特定實施例，而是旨在包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有修改。計算機環(huán)境本發(fā)明的許多實施例可在計算機上執(zhí)行。圖1和下面的討論旨在提供其中可實現(xiàn)本發(fā)明的合適計算環(huán)境的簡要描述。盡管并非必須，本發(fā)明能在計算機可執(zhí)行指令的通用環(huán)境中描述，諸如由比如客戶工作站或服務(wù)器的計算機所執(zhí)行的程序模塊。通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定的抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解本發(fā)明可用其它計算機系統(tǒng)配置實踐，包括手持式裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程的消費電器、網(wǎng)絡(luò)PC、小型機、大型機等等。本發(fā)明也可在分布式計算環(huán)境中實踐，其中任務(wù)由經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠程處理裝置執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可位于本地或遠程存儲存儲設(shè)備中。如圖1所示，示例性通用計算系統(tǒng)包括常規(guī)個人計算機20等，它包括處理單元21、系統(tǒng)存儲器22，以及將包括系統(tǒng)存儲器的各個系統(tǒng)組件耦合到處理單元21的系統(tǒng)總線23。系統(tǒng)總線23可以是若干總線結(jié)構(gòu)類型的任一種，包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線，以及使用多種總線體系結(jié)構(gòu)任一種的局部總線。系統(tǒng)存儲器包括只讀存儲器(ROM)24和隨機存取存儲器(RAM)25。包含幫助諸如在啟動階段，在個人計算機20內(nèi)的元件之間傳遞信息的基本例程的基本輸入/輸出系統(tǒng)26(BIOS)被存儲在ROM24中。個人計算機20還可包括用于讀自或?qū)懙接脖P(未示出)的硬盤驅(qū)動器27、用于讀自或?qū)懙娇梢苿哟疟P29的磁盤驅(qū)動器28，以及用于讀自或?qū)懙街T如CDROM或其它的光學(xué)介質(zhì)的可移動光盤31的光盤驅(qū)動器30。硬盤驅(qū)動器27、磁盤驅(qū)動器28和光盤驅(qū)動器30分別通過硬盤驅(qū)動器接口32、磁盤驅(qū)動器接口33和光盤驅(qū)動器接口34與系統(tǒng)總線23相連。驅(qū)動器及其相關(guān)聯(lián)的計算機可讀媒體提供計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和其它有關(guān)個人計算機20數(shù)據(jù)的非易失性存儲。盡管在此說明的示例性環(huán)境使用硬盤、可移動磁盤29和可移動光盤31，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到在示例性操作環(huán)境中也可使用的可存儲計算機可訪問的數(shù)據(jù)的其它類型的計算機可讀媒體，諸如盒式磁帶、閃存卡、數(shù)字視頻盤、伯努利卡、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等等。許多程序模塊可被存儲在硬盤、磁盤29、光盤31、ROM24或RAM25上，包括操作系統(tǒng)35、一個或多個應(yīng)用程序36、其它程序模塊37和程序數(shù)據(jù)38。用戶可將命令和信息通過諸如鍵盤40和定點裝置42的輸入裝置輸入到個人計算機20中。其它輸入裝置(未示出)可包括話筒、操縱桿、游戲墊、圓盤式衛(wèi)星電視天線、掃描儀等等。這些和其它的輸入裝置通常通過與系統(tǒng)總線相耦合的串行端口接口46與處理單元21相連，但也可由諸如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)的其它接口連接。監(jiān)視器47或其它類型的顯示裝置也可通過諸如視頻適配器48的接口與系統(tǒng)總線23相連。除監(jiān)視器47之外，個人計算機通常包括其它的外圍輸出器件(未示出)，諸如揚聲器和打印機。圖1的示例性系統(tǒng)也可包括主機適配器55、小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)總線56，以及與SCSI總線56相連的外部存儲器件62。個人計算機20可在使用與諸如遠程計算機49的一臺或多臺遠程計算機的邏輯連接的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中操作。遠程計算機49可以是另一臺個人計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、對等裝置或其它公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，且通常包括與上述個人計算機20相關(guān)的許多或所有元件，盡管在圖1中僅示出了存儲器存儲裝置50。圖1所述的邏輯連接包括局域網(wǎng)(LAN)51和廣域網(wǎng)(WAN)52。這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境常見于辦公室、企業(yè)范圍計算機網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)中。當(dāng)在LAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用時，個人計算機20通過網(wǎng)絡(luò)接口或適配器53與LAN51相連。當(dāng)在WAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用時，個人計算機20通常包括調(diào)制解調(diào)器54或用于在諸如因特網(wǎng)的廣域網(wǎng)52上建立通信的其它裝置。可以內(nèi)置或外置的調(diào)制解調(diào)器54通過串行端口接口46與系統(tǒng)總線23相連。在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中，所示與個人計算機20相關(guān)的程序模塊或其各個部分，可被存儲在遠程存儲器存儲裝置中。應(yīng)當(dāng)理解所示網(wǎng)絡(luò)連接是示例性的，也可使用在計算機之間建立通信鏈接的其它裝置。盡管可想象本發(fā)明許多實施例特別適合于計算機化系統(tǒng)，但本文檔中內(nèi)容并非旨在將本發(fā)明限制在這些實施例中。相反，當(dāng)在此使用時，術(shù)語"計算機系統(tǒng)"旨在包含任何和所有能夠存儲并處理信息和/或能夠使用該存儲信息來控制裝置本身行為或執(zhí)行的裝置，無論這些裝置的特性是電子、機械、邏輯還是虛擬的。數(shù)據(jù)可靠性系統(tǒng)(DRS)的縱覽對于本發(fā)明的若干實施例，數(shù)據(jù)可靠性系統(tǒng)(DRS)是在背景中維護并修復(fù)數(shù)據(jù)庫的線程，因而保護了數(shù)據(jù)庫文件系統(tǒng)(DBFS)的總體健康。圖2是示出DBFS中DRS的結(jié)構(gòu)的框圖。在該圖中，向多個應(yīng)用程序212、214和216提供操作系統(tǒng)級別服務(wù)的操作系統(tǒng)202，包括在邏輯上與持久數(shù)據(jù)存儲器232內(nèi)耦合的DBFS222。操作系統(tǒng)202還包括DRS242，它在發(fā)現(xiàn)持久數(shù)據(jù)存儲器232的多個頁面234、236和238中的頁面錯誤240的任何時候由DBFS222調(diào)用(244)，然后DRS242響應(yīng)于該頁面錯誤240執(zhí)行修復(fù)操作。對于本發(fā)明的各個實施例，DRS可包括以下特征(1)在頁面層上對所有頁面類型響應(yīng)并校正數(shù)據(jù)損壞；以及(2)對以下嘗試第二層的恢復(fù)(重建或還原)(a)索引頁面損壞(集聚的和非集聚的)；(b)數(shù)據(jù)頁面損壞；以及(C)日志文件中的頁面損壞。本發(fā)明某些實施例還包括DRS的特定功能，包括但不限于(i)處理修復(fù)/還原數(shù)據(jù)損壞情形；以及(ii)改進系統(tǒng)的可靠性和可用性；以及(iii)保留熟練第三方的DRS錯誤/事件歷史表格，以在需要時檢修數(shù)據(jù)庫或存儲引擎問題。本發(fā)明的某些實施例提供可擴展的DRS從而在已經(jīng)發(fā)行DBFS之后可更新恢復(fù)策略和檢測機制。若干實施例涉及在DBFS數(shù)據(jù)庫保持在線時運行修復(fù)的DRS。其它實施例涉及具有對DBFS存儲器的全權(quán)使用(即sysadmin特權(quán))而運行。還有其它實施例將具有實時檢測故障并對其作出反應(yīng)的能力。對于若干實施例，DRS修復(fù)將在維護所述數(shù)據(jù)的變化單元層次上(即，在基于項的DBFS的"項"層上)進行事務(wù)處理。最后，對于各個實施例，修復(fù)將完全恢復(fù)項或者它將收回其改變，且DRS將具有即使重新啟動在該過程中間進行也能繼續(xù)恢復(fù)/還原工作的能力。對于本發(fā)明的若干實施例，DRS將預(yù)訂SQL事件，從而如果SQL觸發(fā)一般事件，DRS可攔截它并作出響應(yīng)(包括但不限于823/824事件)。此外，本發(fā)明的另一方面是對要修改的數(shù)據(jù)庫引擎發(fā)送DRS要特別處理的錯誤條件的DRS特定事件。對于本發(fā)明的各個實施例，在DBFS從盤中讀取或?qū)懭腠撁娴娜魏螘r候?qū)z測損壞，在該情形中SQL將取決于損壞類型生成許多錯誤之一，并還將觸發(fā)特定DRS事件以向其通知特定錯誤條件。DRS將接收那些錯誤，并將其置入要處理的輸入隊列中。對于本發(fā)明的若干實施例，確定頁面是否遭損壞通過各種手段來實現(xiàn)，包括但不限于(a)檢査頁面的校驗和，并且如果校驗和無效則該頁面被視為無效，或(b)通過檢查日志序列號(LSN)來査看它是否在日志文件末端之外(其中LSN是隨著每個處理遞增的整數(shù))，從而如果日志中最后處理是LSN432，并且所發(fā)現(xiàn)的具有更大LSN的頁面，則必然發(fā)生了寫次序錯誤。在這方面，主要有四類可影響DBFS操作(以及其它源比如bug等)的頁面損壞，且這四類包括損壞頁面、媒體衰退、硬件故障、以及無序?qū)懭?。損壞頁面在數(shù)據(jù)頁面未正確地原子寫入時發(fā)生，因而由于在例如電源故障或扇區(qū)寫入故障的故障事件之前僅對盤寫入頁面的部分扇區(qū)，該頁面的任一部分可遭到損壞。媒體衰退在數(shù)據(jù)頁面比特因物理媒體衰退而遭到損壞時發(fā)生。硬件故障可因與總線、控制器、或硬盤裝置有關(guān)的各種原因而引起。對于無序?qū)懭耄@些錯誤源自IDE驅(qū)動器不能確保寫入盤的順序的事實，特別是IDE驅(qū)動器能夠(開啟)寫緩存，因而寫入數(shù)據(jù)存儲器可無序發(fā)生是可能的。如果無序?qū)懭氲牟糠中蛄羞M行但被例如電源故障打斷，則會產(chǎn)生若干錯誤，諸如在編寫例如相關(guān)聯(lián)日志條目之前寫入盤的數(shù)據(jù)頁面。盡管無序錯誤可通過檢查數(shù)據(jù)頁面上的日志序列號(LSN)來檢測，但是沒有短時間內(nèi)讀取每個頁面的簡便方法。頁面類為了本發(fā)明，所有頁面根據(jù)以下頁面類來進行分類，數(shù)據(jù)頁面數(shù)據(jù)頁面被視為具有用戶數(shù)據(jù)在其上的任何頁面，包括集聚索引的葉頁面。，索引頁面這些頁面僅包含索引信息，且它們包括非集聚的索引頁面以及集聚索引的非葉頁面。,系統(tǒng)頁面這些頁面包括GAM、SGAM、和Boot頁面，且即使DRS不具有對這些頁面的特定還原支持，DRS仍可嘗試對這些頁面的頁面層還原；無論如何，如果頁面層還原失敗，則DRS嘗試緊急修復(fù)(在后面討論)。不可恢復(fù)頁面:PFS(頁面空閑空間)頁面或來自5個系統(tǒng)表格(Sysrowsetcolomns、Sysrowsets、Sysallocunits、Syshobtcolumns、Syshobts)的頁面包括本類頁面，且DRS在該情形中將還原整個數(shù)據(jù)庫。，日志頁面這些是屬于處理日志的頁面，且DRS將在它們被損壞時嘗試緊急修復(fù)(在后面討論)。損壞類別對于本發(fā)明的若干實施例，DRS被設(shè)計成解析在檢測到損壞時定義的三類不同的數(shù)據(jù)頁面損壞，這三種類別包括(l)在數(shù)據(jù)庫附加期間；(2)在正常在線操作期間；以及(3)在處理反轉(zhuǎn)期間。數(shù)據(jù)庫附加損壞檢測圖3A是示出數(shù)據(jù)庫FPM將數(shù)據(jù)存儲器附加到DBFS的框圖。圖3B是示出在數(shù)據(jù)庫附加操作期間檢測并校正被損壞頁面的過程的流程圖。一般而言，數(shù)據(jù)庫文件屬性管理器(DBFPM)302管理DBFS存儲器304、306和308的附加和分離。在步驟352，當(dāng)DBFPM302附加例如DBFS存儲器304的存儲器時，SQL在步驟354運行崩潰恢復(fù)，以在步驟356確定在處理日志314中是否有任何在崩潰時活動的處理324(例如任何未完成處理)，且如果有則SQL在步驟358在繼續(xù)之前執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的崩潰恢復(fù)。在崩潰恢復(fù)期間SQL將正常(a)分析最后檢驗點之后的處理日志，(b)重做日志中未發(fā)現(xiàn)寫入盤的任何操作，以及(c)撤消尚未完成的任何處理。如果在步驟360未發(fā)現(xiàn)恢復(fù)期間有任何錯誤，則在步驟362數(shù)據(jù)庫成功附加。然而，如果在步驟360發(fā)現(xiàn)崩潰恢復(fù)期間有一錯誤，則在步驟364SQL將無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫附加。該"數(shù)據(jù)庫附加"情形是重要的，因為每次附加存儲器時都要調(diào)用它。每當(dāng)操作系統(tǒng)(例如Window操作系統(tǒng))啟動時以及每當(dāng)外部驅(qū)動器(例如Firewire、USB等)被附加到計算機上或與其分離時，附加存儲器。數(shù)據(jù)庫附加情形調(diào)用崩潰恢復(fù)，并因此檢測受損壞頁面(未完成寫入)，因而需要DRS來處理該情形，因為用戶可能物理地移除硬件。然而，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明各個實施例利用DRS時，行為與圖4A流程圖所示的略有不同。首先，在步驟402，DBFPM附加DBFS數(shù)據(jù)庫，且在步驟404，SQL運行崩潰恢復(fù)，且在步驟408嘗試使數(shù)據(jù)庫在線。如果在步驟410沒有崩潰恢復(fù)中的錯誤而附加數(shù)據(jù)庫，則SQL將返回成功，且數(shù)據(jù)庫將在步驟452上(在線)附加。然而，如果有錯誤，則DRS在步驟412將評估數(shù)據(jù)庫，以確定該數(shù)據(jù)庫是否事務(wù)處理一致。僅當(dāng)數(shù)據(jù)庫經(jīng)歷在處理反轉(zhuǎn)期間的故障時，即物理或邏輯的撤消錯誤一或者如果未知錯誤在崩漬恢復(fù)期間發(fā)生，數(shù)據(jù)庫會不一致。如果在步驟412數(shù)據(jù)庫是事務(wù)處理一致的，則DRS在步驟414將延遲修復(fù)直到完成恢復(fù)操作一換言之，DRS將聲明數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)為對數(shù)據(jù)庫附加一致("成功")，然后等待在恢復(fù)完成之后開始修復(fù)所檢測的損壞，且數(shù)據(jù)庫在步驟452上附加以便避免與崩潰恢復(fù)的任何沖一旦恢復(fù)完成且在步驟452附加成功，在步驟478如果有延遲修復(fù)，則在步驟480DRS將開始修復(fù)，且在步驟482首先嘗試調(diào)用損壞的頁面層還原。如果在步驟484頁面層還原失敗或者不可能，則在步驟486DRS將確定是否是由于索引頁面的故障，且如果是則DRS在步驟488重建該索引。另一方面，如果在步驟490錯誤是在數(shù)據(jù)頁面中，則DRS將在步驟492嘗試數(shù)據(jù)頁面恢復(fù)。然而，如果在步驟490DRS確定數(shù)據(jù)庫不一致或者具有未知/不受支持的錯誤，則在步驟494DRS將立即使數(shù)據(jù)庫離線(從而結(jié)束恢復(fù)操作)并將該數(shù)據(jù)庫標(biāo)記為"可疑"，然后在步驟496嘗試緊急修復(fù)。圖4B是示出在數(shù)據(jù)庫附加期間由DRS處理的錯誤的表格。在線操作損壞檢測圖5A是示出本發(fā)明各個實施例的在查尋引擎遭遇錯誤時的在線操作中利用DRS的流程圖。該情形是在DBFS的正常運行時間使用期間，諸如當(dāng)終端用戶使用操作系統(tǒng)外殼來執(zhí)行對DBFS的中等復(fù)雜査詢時，以及在執(zhí)行該查詢期間，該査詢引擎報告一錯誤。在這些在線操作情形中，當(dāng)錯誤發(fā)生時，DRS在步驟502放棄該處理以嘗試修復(fù)錯誤。DRS在步驟504將首先嘗試頁面層還原。然而，如果頁面層還原在步驟506不可用或者失敗，則DRS將在步驟508確定出故障的頁面類型。在步驟510，如果是索引頁面的故障，則DRS將在步驟512嘗試索引恢復(fù)。如果在步驟514故障是數(shù)據(jù)頁面，則DRS將在步驟516嘗試數(shù)據(jù)頁面恢復(fù)。如果在步驟518故障是因為系統(tǒng)或日志頁面錯誤，則DRS將在步驟520嘗試緊急修復(fù)。如果在步驟518故障是不可恢復(fù)錯誤(5個系統(tǒng)表格或PFS頁面)，則DFS將在步驟522自動還原整個數(shù)據(jù)庫，或者提示終端用戶還原整個數(shù)據(jù)庫。圖5B是示出在在線操作期間由DRS處理的錯誤的表格。處理反轉(zhuǎn)損壞檢測如果錯誤在處理反轉(zhuǎn)期間發(fā)生，則DRS將使數(shù)據(jù)庫離線，將其標(biāo)記為可疑，并重新啟動數(shù)據(jù)庫以便調(diào)用崩潰恢復(fù)。然后該過程將重新調(diào)用該方法，用于稍早揭示的崩潰恢復(fù)損壞檢測。恢復(fù)技術(shù)如本領(lǐng)域技術(shù)人員所眾所周知并易于理解的，事務(wù)處理一致性涉及僅顯示已提交數(shù)據(jù)(或使其可用)，以及僅提交(寫入持久存儲器并記錄事務(wù)處理)正確數(shù)據(jù)。在這方面，只要在崩潰恢復(fù)期間實現(xiàn)了所有重做和撤消請求，數(shù)據(jù)庫是事務(wù)處理一致的。因而許多類損壞可在數(shù)據(jù)和索引頁面中呈現(xiàn)但仍然是事務(wù)處理一致的。本發(fā)明的各個實施例認識到常常不需要在線執(zhí)行許多這些事務(wù)處理，因此這些實施例嘗試在數(shù)據(jù)庫離線時執(zhí)行所有修復(fù)。當(dāng)SQL錯誤發(fā)生時，DRS將僅接收頁面id和數(shù)據(jù)庫id。從該信息中，DRS將詢問該頁面以確切地指出它是哪類頁面。這些實施例具有數(shù)據(jù)頁面和索引損壞的恢復(fù)機制，其中DRS嘗試恢復(fù)因為該損壞引起的DBFS項的丟失。然而，有許多可在數(shù)據(jù)庫中丟失的其它類型頁面，包括GAM、SGAM、PFS、啟動頁面及其它。盡管典型的DBFS不具有這些頁面類型的特定備份和恢復(fù)機制，但是DRS將嘗試調(diào)用頁面層還原。對于已受損壞的頁面，DRS將嘗試頁面層還原。頁面層還原是沒有記載的，因為我們可以向用戶確保我們會丟棄尚未提交的任何數(shù)據(jù)。同一技術(shù)將應(yīng)用于來自任何表格的頁面，且該方法不管所還原的頁面或表格是什么類型都不會改變。頁面層還原僅在如果頁面存在于最近瞬象之中時才發(fā)生。此外有效的處理日志必須可用。如果頁面不在最近的瞬象之中，則我們必須使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所眾所周知和理解的項層還原技術(shù)來恢復(fù)該頁面(諸如從備份操作中的還原)。如果頁面的確存在于最近瞬象之中，且具有有效的處理日志，則DRS將執(zhí)行以下動作來還原該頁面，如圖6所示U)在步驟602，確定遭損壞頁面的PageID;(2)在步驟604，從DBFS存儲器的最近瞬象中尋找并復(fù)制受損壞的頁面；(3)在步驟606，通過快進應(yīng)用于該頁面的事務(wù)處理，將盤上處理日志應(yīng)用于該頁面；(4)在步驟608，將所還原的頁面應(yīng)用于在線數(shù)據(jù)庫；以及(5)如果在步驟610有對所還原頁面的延遲事務(wù)處理，則在步驟612我們將必須重新啟動數(shù)據(jù)庫(從而運行崩潰恢復(fù)并清除所延遲的事務(wù)處理)，否則操作在步驟614繼續(xù)。關(guān)于前述瞬象，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，VSS(巻影子副本服務(wù))提供了用于維護某些巻(例如NTFS巻)的時間瞬象中點的一種方法。VSS瞬象通過使用寫時復(fù)制來維護巻的影子副本，即在盤頁面被修改的任何時候，該頁面的預(yù)先圖像被寫入最新瞬象的瞬象存儲區(qū)域。當(dāng)在機器上使能TimeWarp時一對某些DBFS及其相應(yīng)操作系統(tǒng)可能是缺省的一瞬象可以一天兩次的缺省速率取得并可維護最多63張瞬象。為了使用存儲在瞬象中的預(yù)先圖像，從取得瞬象時到現(xiàn)在的維護日志，而日志截取僅在TimeWarp瞬象時間發(fā)生，從而所有時間都有來自上一瞬象的日志可用。在有頁面損壞且頁面在最新瞬象中可用的情形中，日志可從瞬象重放到該頁面上的當(dāng)前點以還原之。在TimeWarp瞬象期間，有關(guān)該瞬象的DBFS存儲得到恢復(fù)。這使得頁面層還原對因瞬象數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)而觸及的頁面而言是不可能的。為了解決該問題，SQLServer視點在瞬象巻中的數(shù)據(jù)庫上取得并且該數(shù)據(jù)庫得到恢復(fù)一即，DRS在瞬象巻中的數(shù)據(jù)庫上具有未經(jīng)恢復(fù)視點，且該視點中的各個頁面總是可用于頁面層還原。對于系統(tǒng)、日志或未知的頁面修復(fù)一即，如果日志損壞發(fā)生或者如果有DRS不能校正的故障(例如數(shù)據(jù)或索引)，則DRS將向用戶呈現(xiàn)以下選項(a)還原整個數(shù)據(jù)庫(存儲器)；或者(b)以緊急模式恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。為了以緊急模式修復(fù)數(shù)據(jù)庫，最重要的是識別DBCC從損壞處理日志和不可恢復(fù)的數(shù)據(jù)庫情形中恢復(fù)的新能力。然后，如果數(shù)據(jù)庫不能被恢復(fù)，或者沒有可用備份，則以下系列動作，如圖7所示，將使得數(shù)據(jù)庫對本發(fā)明的若干DRS實施例恢復(fù)在線(a)在步驟702,將數(shù)據(jù)庫設(shè)置為緊急模式；(b)在步驟704運行'DBCCCHECKDB(database,REPAIR—ALLOW—DATA—LOSS)，，它在緊急模式中具有特定含義(i)迫使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)繼續(xù)過去的錯誤(從日志中獲取盡可能多的數(shù)據(jù)，但導(dǎo)致事務(wù)處理地不一致的數(shù)據(jù)庫)，(ii)丟棄被損壞的日志文件并創(chuàng)建新的日志文件，(iii)運行全數(shù)據(jù)庫修復(fù)以使數(shù)據(jù)庫進入結(jié)構(gòu)上一致的狀態(tài)(不能反轉(zhuǎn)或撤消的'原子'單向操作，且在不手動編輯文件的情形中是恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的唯一可能方法)；以及(c)因為數(shù)據(jù)庫在物理上是一致的，DSR在步驟706對整個存儲器運行CC。這些步驟的成功執(zhí)行應(yīng)當(dāng)確保該數(shù)據(jù)(基于項的DBFS中的各項)將是一致的，但它可能意味著某些應(yīng)用程序?qū)⑹聞?wù)處理地不一致。有兩類索引頁面非集聚頁面和集聚的非葉頁面。帶有數(shù)據(jù)的索引頁面(集聚索引的葉頁面)被視為數(shù)據(jù)頁面。有了這樣的概念，對于可恢復(fù)索引故障，DRS嘗試使用離線索引重建來修復(fù)索引(其中數(shù)據(jù)庫將在該修復(fù)期間在線，而只有索引將離線)。如果修復(fù)失敗，則DRS丟棄該索引并嘗試重建該索引。然后，如果重建也失敗，則DRS將完全丟棄該索引或者禁用該索引，并嘗試在后來再次重建(可能無限地這樣做直到成功)。對于數(shù)據(jù)頁面恢復(fù)，如果DRS接受所處理錯誤之一，并確定該頁面是一數(shù)據(jù)頁面，則它將嘗試恢復(fù)。這可在SQLServer操作的任何狀態(tài)期間(DB附加、在線操作和反轉(zhuǎn))進行。如圖8所示，如果DRS在步驟802檢測到數(shù)據(jù)頁面錯誤，則步驟804的嘗試頁面層還原在步驟806失敗之后，DRS將(a)通過接收受損壞頁面的PageID并如前所述確定頁面類型，在步驟808確定所損壞的頁面類型(并且給定一數(shù)據(jù)頁面損壞，DRS并非必須進行嘗試訪問該頁面的其它事務(wù)處理)；(b)在步驟810，取得所丟失ItemID的范圍(啟動Tx，運行DBCCCHECKTable(table,REPAIR—ALLOW—LOSS))，這從非集聚索引中返回所有不匹配集聚索引鍵的所有索引鍵，且非集聚索引鍵包含Itemld，所以DRS可提取它們并將其寫入內(nèi)部表格；以及(c)在步驟812，將Itemld和表格名稱傳遞給WCC(其中WCC修復(fù)那些Itemld并檢查存儲器中其余值)以確保DBFS是一致的，并提交Tx以使DRS能放棄并重新嘗試這些恢復(fù)。如果有一系列遭損壞頁面，則DRS在切斷它們作進一步處理(諸如通過從備份中還原所述頁面)之前從所有遭損壞頁面中指出所有ItemID。因為DRS可確保如果頁面層還原工作則沒有用戶數(shù)據(jù)會丟失，所以DRS僅需在名義上通知用戶，因為在進行頁面層還原時用戶極可能僅注意到比期望略慢的響應(yīng)。在某些實施例中，用戶將不接收任何通知(因為這最多只花幾秒)；然而。對于其它選擇性實施例，DRS將作"事件"記錄，以捕捉DRS還原頁面的事實。在最差情形中，其中對要還原的頁面進行未完成的活動處理，數(shù)據(jù)庫將必須分離并重新啟動(以便運行崩潰恢復(fù))，因而與數(shù)據(jù)庫的所有連接將終止。應(yīng)用程序應(yīng)已被設(shè)計成知道此可能性；然而這可導(dǎo)致設(shè)計較差的應(yīng)用程序"中止"。因而本發(fā)明的某些實施例向用戶通知可導(dǎo)致這種事件的情形，以便使用戶能關(guān)閉所有的這類應(yīng)用程序來避免這種不需要的結(jié)果。示例終端用戶體驗為了示出DRS的操作，以下示出一些情形，它們一般表征用戶體驗以及DRS所做的用戶不可見的事情。索引損壞Abbey正在執(zhí)行WindFS査詢，以找出她在上個星期修改的所有文檔。在該查詢期間，WinFS通知它花了比平常略長的時間。實際上某些隨后她的查詢也略為緩慢。然后她注意到她的任務(wù)欄上有一個小氣球。該氣球報告在她機器上發(fā)現(xiàn)一可靠性問題，并請在Windows修復(fù)這些錯誤時耐心等待。過了一會兒，另一個氣球出現(xiàn)，并通知Abbey索引已經(jīng)成功重建。當(dāng)Abbey注意到她的計算機現(xiàn)在看起來執(zhí)行得更好時，她很高興。在幕后，DRS檢測并修復(fù)了索引損壞。它使得索引離線(因此執(zhí)行較慢)、重建之、并使其恢復(fù)在線。損壞頁面寫入在雷雨期間，Toby在寫家庭作業(yè)一一篇有關(guān)AdamSmith的文章，并定期存盤。在約完成90%時，Toby整個家停電了。Toby沒有在便攜式電腦上工作，并且沒有備用電池。幸運地是，約30分鐘后電恢復(fù)正常。Toby登錄到計算機上并嘗試打開他的文章。他撓撓頭，因為看起來比平常花的時間要長一些。在幕后發(fā)生的是，Toby文章的文檔項受到損壞，因為停電導(dǎo)致他硬盤驅(qū)動器的頁面寫入遭損壞。當(dāng)DBFS重新啟動時，DRS檢測到該數(shù)據(jù)頁面損壞，并嘗試恢復(fù)該數(shù)據(jù)。DRS自動地嘗試從自動瞬象中還原數(shù)據(jù)頁面。因為Toby定期存盤了，所以在最近瞬象中有該文章的副本。因此，DBFS能夠自動還原遭損壞的頁面。比特毀壞和扇區(qū)損壞Susan喜歡她的數(shù)字照相機，在過去2年中她拍攝了5800多張她的孩子們的照片。當(dāng)然在5800張中她在計算機上的WinFS中保存了超過3000張。不幸地是，保存了這些珍貴照片的硬盤驅(qū)動器已經(jīng)損壞了盤上的少量扇區(qū)。這些遭損壞的扇區(qū)現(xiàn)在已損壞了10張Susan的照片。當(dāng)Susan嘗試査看這些照片時，她獲得來自操作系統(tǒng)外殼的錯誤，并得到提示要從備份中還原這些照片。Susan遵從提示，找到她的備份媒體(zip盤)，然后從盤上還原這些項。在幕后，DBFS正在嘗試頁面層還原。然而因為這些照片(從來)未曾修改，它們不在最新的瞬象中，因而對該特定實施例而言提示Sunsan置入(僅這些項的)備份是必要的。結(jié)論在此所述的各種系統(tǒng)、方法和技術(shù)可結(jié)合硬件或軟件，或在適當(dāng)時結(jié)合兩者的組合來實現(xiàn)。因而，本發(fā)明的方法和裝置，或者其中的某些方面和部分，可取諸如軟盤、CD-ROM、硬盤驅(qū)動器、或任何其它機器可讀存儲介質(zhì)的有形介質(zhì)中包含程序代碼(即指令)形式，其中當(dāng)程序代碼由諸如計算機的機器載入并執(zhí)行時，該機器成為用于實踐本發(fā)明的裝置。在可編程計算機上的程序代碼執(zhí)行情形中，計算機通常包括處理器、處理器可讀的存儲介質(zhì)(包括易失性和非易失性存儲器和/或存儲元件)、至少一個輸入設(shè)備、和至少一個輸出設(shè)備。一個或多個程序最好用高級過程或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言來執(zhí)行，以便與計算機系統(tǒng)通信。然而，如果需要程序也可用匯編或機器語言來實現(xiàn)。無論如何，語言可以是編譯或解釋語言，并與硬件實現(xiàn)相組合。本發(fā)明的各個方法和裝置還可以經(jīng)某些傳輸媒體傳輸?shù)某绦虼a形式來實現(xiàn)，這些傳輸媒體諸如經(jīng)電線或電纜、通過光纖、或通過任何其它形式的傳輸，其中當(dāng)程序代碼由諸如EPROM、門陣列、可編程邏輯設(shè)備(PLD)、客戶計算機、攝像機等的機器接收、載入并執(zhí)行時，機器變成用于實踐本發(fā)明的裝置。當(dāng)在通用處理器上實現(xiàn)時，程序代碼與處理器組合以提供進行操作來執(zhí)行本發(fā)明的索引功能的唯一裝置。盡管本發(fā)明結(jié)合各個附圖的較佳實施例進行了描述，但是可以理解，也可使用其它類似實施例，或者可對所述實施例作修改和添加，用于執(zhí)行本發(fā)明的相同功能而不背離本發(fā)明。例如，盡管本發(fā)明的示例性實施例在仿真?zhèn)€人計算機功能的數(shù)字設(shè)備環(huán)境中描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明并不限于這些數(shù)字設(shè)備，如所述本申請可應(yīng)用于任何數(shù)量的現(xiàn)有或新興的計算裝置或環(huán)境，諸如有線或無線的游戲控制臺、手持式計算機、便攜式計算機等，并可應(yīng)用于任何數(shù)量的經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)連接并在網(wǎng)絡(luò)上交互作用的這類計算裝置。此外，應(yīng)強調(diào)這里可預(yù)期各種各樣的計算機平臺，包括手持式設(shè)備的操作系統(tǒng)以及其它應(yīng)用程序?qū)Ｓ玫挠布?軟件接口系統(tǒng)，特別是當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)化裝置的數(shù)量持續(xù)激增時。因此，本發(fā)明應(yīng)不限于任何單個實施例，而應(yīng)解釋為在根據(jù)所附權(quán)利要求的寬度和范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種用于附加用于數(shù)據(jù)庫文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器并使其在線的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于附加所述數(shù)據(jù)存儲器的子系統(tǒng)；用于運行崩潰恢復(fù)并嘗試使所述數(shù)據(jù)存儲器在線的子系統(tǒng)；用于確定對使得所述數(shù)據(jù)存儲器在線的嘗試是否沒有成功的子系統(tǒng)；用于評估與所述數(shù)據(jù)存儲器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫以確定所述數(shù)據(jù)庫是否事務(wù)處理一致的子系統(tǒng)；用于在所述數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理地一致時延遲修復(fù)直到所述崩潰恢復(fù)完成的子系統(tǒng)。2、如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，還包括一子系統(tǒng)，它嘗試頁面層還原，且如果所述頁面層還原失敗，則確定所述失敗是否由于索引頁面，并且如果是，則在對使所述數(shù)據(jù)存儲器在線的嘗試不成功時以及當(dāng)數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理地一致時重建所述索引頁面。3、如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括一子系統(tǒng)，它在對使所述數(shù)據(jù)存儲器在線的嘗試不成功時以及當(dāng)所述數(shù)據(jù)庫未事務(wù)處理地一致時，使所述數(shù)據(jù)庫離線并嘗試緊急修復(fù)。4、一種用于附加用于數(shù)據(jù)庫文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器并使其在線的方法，所述方法包括附加所述數(shù)據(jù)存儲器；運行崩潰恢復(fù)并嘗試使所述數(shù)據(jù)存儲器在線；以及如果使得所述數(shù)據(jù)存儲器在線的嘗試沒有成功，評估與所述數(shù)據(jù)存儲器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，以確定所述數(shù)據(jù)庫是否事務(wù)處理地一致，且如果是，則延遲修復(fù)直到所述崩潰恢復(fù)完成并繼續(xù)所述崩潰恢復(fù)。5、如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對使所述數(shù)據(jù)存儲器在線的嘗試不成功，且其中所述數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理地一致，且其中所述修復(fù)被延遲直到所述崩潰恢復(fù)完成，所述方法還包括嘗試頁面層還原，并且如果所述頁面層還原失敗，則確定所述失敗是否由于索引頁面，并且如果是，重建所述索引頁面。6、如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對使所述數(shù)據(jù)存儲器在線的嘗試不成功，且其中所述數(shù)據(jù)庫未事務(wù)處理一致，所述方法還包括使所述數(shù)據(jù)庫離線并嘗試緊急修復(fù)。全文摘要本發(fā)明涉及用于自動數(shù)據(jù)庫或文件系統(tǒng)維護和修復(fù)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)管理，尤其涉及自動數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)維護和修復(fù)，以確保數(shù)據(jù)可靠性。本發(fā)明的各個方面涉及響應(yīng)并校正在數(shù)據(jù)頁面層上對所有數(shù)據(jù)頁面類型的數(shù)據(jù)損壞，以及各種情形的恢復(fù)(包括重建或還原操作)，包括但不限于索引頁面損壞(集聚的和非集聚的)、數(shù)據(jù)頁面損壞、以及日志文件中的頁面損壞。文檔編號G06F7/00GK101604335SQ20091015213公開日2009年12月16日申請日期2004年7月29日優(yōu)先權(quán)日2004年5月3日發(fā)明者A·A·歐克斯,H·R·科達瓦拉,M·J·斯利曼申請人:微軟公司