事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列， 这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。
事务的ACID特性：
原子性（Atomicity）
事务是数据库的逻辑工作单位，所有操作要么都做要么都不做；
一致性（Consistency）
如果事务的部分成功，部分失败，这就是“不一致”的状态，要么完成失败的，要么撤销成功的；
隔离性（Isolation）
一个事务的执行不能被其他事务干扰，即并发事务之间是隔离的，互不干扰的；
持续性（Durability ）/永久性（Permanence）
一个事务一旦提交，对数据库中数据的改变就应该是永久的。
保证事务ACID特性是事务处理的任务
破坏事务ACID特性的因素：
（1） 多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行
——数据库管理系统必须保证多个事务的交叉运行不影响这些事务的隔离性
（2）事务在运行过程中被强行停止
——数据库管理系统必须保证被强行终止的事务对数据库和其他事务没有任何影响
这就是数据库管理系统中恢复机制和并发控制机制的责任。
故障是不可避免的
计算机硬件故障、软件的错误、操作员的失误、恶意的破坏
故障的影响
数据库的恢复
数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态恢复到某 一已知的正确状态(亦称为一致状态或完整状态)的功能， 这就是数据库的恢复管理系统对故障的对策
恢复子系统是数据库管理系统的一个重要组成部分
恢复技术是衡量系统优劣的重要指标
事物故障
即事务没有达到预期的终点（COMMIT或显示的ROLLBACK），因此数据库可能处于不正确状态。恢复程序要在不影响其他事务运行的情况下，强行撤销事务的已完成的修改，这类回复操作称为事务撤销（UNDO）。
有的是可以通过事务程序本身发现的（之后事务故障不包括这种可预期的），有的是非预期的，不能由事务程序处理，如运算溢出、并发事务发生思索而被选中车削改事务、违反了某些完整性限制而被终止。
系统故障（软故障）
由于掉电、非正常关机等所引起的故障，造成系统停止运作，要重新启动。
介质故障（硬故障）
磁盘损坏、磁头碰撞、瞬时强磁场干扰等破坏数据库或部分数据库并影响正在存取这部分数据的所有事务。
计算机病毒
这是人为破坏的计算机程序。
各类故障，对数据库的影响有两种可能性：一是数据库本身被破坏，二是数据库没有被破坏，但数据可能不正确，这是由于事务的运行被非正常终止造成的。
恢复操作的基本原理：冗余，即利用存储在系统别处的冗余数据，来重建数据库中已被破坏或不正确的那部分数据。
数据转储、登记日志文件（logging）
转储是数据库回复中采用的基本技术，即指数据库管理员定期地将整个数据库复制到磁带、磁盘或其他存储介质上保存起来的过程。这些备用的数据文本称为后备副本(backup) 或 后援副本。
数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入，但是重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态，要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运行自转储以后的所有更新事务。同时，转储是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。
转储可分为静态转出和动态转储：
数据库转储还分为海量转储和增量转储：
因此数据转储分为：
日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。不同数据库系统采用的日志文件格式并不完全一样。
日志文件的格式和内容：
日志文件主要有两种格式：以记录为单位的日志文件和以数据块为单位的日志文件。
以记录为单位的日志文件内容
各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)
各个事务的结束标记(COMMIT或ROLLBACK)
各个事务的所有更新操作
以数据块为单位的日志文件，每条日志记录的内容只有事务标识和被更新的数据块，即把更新后的整个块放入日志文件，操作类型和操作对象就不必放入日志记录中了。
日志文件的作用：
登记日志文件：
为保证数据库是可恢复的，登记日志文件必须遵循两条原则：
登记的次序严格按并发事务执行的时间次序
必须先写日志文件，后写数据库
为什么要先写日志文件？
写数据库和写日志文件是两个不同的操作，在这两个操作之间可能发生故障，如果先写了数据库修改，
而在日志文件中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了，如果先写日志，但没有修改数据库，
按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并不会影响数据库的正确性。
事务故障（事务在运行至正常终止点前被终止）
系统故障（事务未完成，有些事务在缓冲区）
介质故障（物理数据和日志文件被破坏）
在上述恢复技术中，搜索整个日志将耗费大量的时间，而且许多重做处理实际上是已经完成了的，要重新执行，也浪费了大量时间。因此产生具有检查点（checkpoint）的恢复技术，在日志文件的内容中增加检查点记录（checkpoint），增加重新开始文件，恢复子系统在登录日志文件期间动态地维护日志。
检查点记录内容：（在日志文件的内容中增加检查点记录）
重新开始文件的内容：
动态维护日志文件的方法：
使用检查点方法可以改善恢复效率，当事务T在一个检查点之前提交，T对数据库所做的修改已写入数据库，并且写入时间是在这个检查点建立之前或在这个检查点建立之时，这样在进行恢复处理时，没有必要对事务T执行重做操作。
如上图：
系统使用检查点方法进行恢复的步骤是：
介质故障是对系统影响最为严重的一种故障，严重影响数据库的可用性，而且介质故障恢复比较费时，为预防介质故障，数据库管理员必须周期性地转储数据库。
提高数据库可用性的解决方案——数据库镜像（Mirror）：
即数据库管理系统自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个磁盘上，且数据库管理系统自动保证镜像数据与主数据的一致性，每当主数据库更新时，数据库管理系统自动把更新后的数据复制过去。
当出现介质故障时，可由镜像磁盘继续提供使用，同时数据库管理系统自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本。
而没有出现故障时，也可用于并发操作，比如一个用户对数据加排他锁修改数据，其他用户可以读镜像数据库上的数据，而不必等待该用户释放锁。
当然，频繁地复制数据自然会降低系统运行效率，所以在实际应用中用户往往只选择对关键数据和日志文件镜像，而不是对整个数据库进行镜像。