# CMU DB 21. Crash Recovery Algorithms

授業

Algorithms for Recovery and Isolation Exploiting Semanticsの略称．1990年台初頭にIBMの研究所で開発された．全てのシステムがARIESを原著論文通りに定義はしていないが，十分似ている．

ARIES recovery protolの主要な考えは

write ahaed logging
- DBの変化がディスクに書き込まれる前に安定したストレージに変化のlogが記録される
- steal + no-force
repeating history during redo
- 再起動の時に，クラッシュの前の作用を再び追い正確な状態にDBを回復する
logging changes during undo
- 繰り返される失敗の出来事において作用が繰り返されないと保証するように記録する作用をundoする記録

DBMSのログ記録のフォーマットが追加情報を含むように拡張する必要がある．全てのログ記録は大域的に一意なlog sequence number(LSN)を含む．システムの様々な要素が関連するLSNを追いかける

DBMSがtxnを実行する間に実行時間に取る手順．

DBMSは定期的にcheckpointを作る．ここでは，buffer pool内のdirty pageをディスクに書き込む．これは回復の直後に再作動させるlogの数を最小化するため．

blocking checkpoints
- DBMSは，DBの一貫したsnapshotをディスクに書き込むことを保証するcheckpointを作る際に，全てを止める．
  - どんな新しいtxnの開始も止める
  - 活動中のtxnが実行をやめるまで待つ
  - dirty pageをディスクに流す
slightly better blocking checkpoints
- 活動中のtxnが実行を終えるまで待たなくてもいい．
- checkpoint現在の内部システムの状態を記録する必要がある．
  - どんな新しいtxnの開始も止める
  - DBMSがcheckpointを作っている間のtxnを停止する
active transaction table(ATT)
- DBMSで活動中のtxnの状態を表す．
- 以下の情報を保持している
  - transactionId
    - 一意なtxnの識別子
  - status
    - 現在のtxnの状態(running, committing, undo candidate)
  - lastLSN
    - 最近トランザクションによって書かれたLSN(log sequence number)
dirty page table(DPT)
- 未完了のトランザクションによって変更されたbuffer pool内のページについての情報を持っている．
fuzzy checkpoints
- DBMSが他のトランザクションに動き続けることを許可する場所．ARIESがプロトコル内で使うもの．

ARIESプロトコルは3段階から成る．

analysis phase
- DBのMasterRecord LSNを経由して見つかった最後のcheckpointから始まる
  - checkpointから先のlogをスキャンする
  - TXN-END recordを見つけたら，ATT(active transaction table)からから取り除く
  - 全ての他のrecordに関しては，トランザクションをUNDO状態でATTに加え，完了したらすぐにトランザクションの状態をCOMMITにする
  - UPDATE log recordsに関しては，もし，ページ$P$がDPT(dirty page table)内になければ，$P$をDPTに加え，$P$の recLSNをlog recordのLSNに変える
redo phase
- 目的はクラッシュした際の状態に再構築するために歴史を繰り返すこと．全ての更新を再び適用し，CLRを再びする．
undo phase
- DBMSはクラッシュした際に活動中だった全てのトランザクションを振り返る．これらは全てanalysis phase後にATT内でUNDO状態だったトランザクション．

クラッシュすると大変なのでクラッシュさせたくないですね…