日志系统是保证数据库管理系统正确执行事务的基本机制。根据作用的不同，日志系统分为undo和redo两种，本文对undo类型日志的原理进行简单模拟说明。

1 UNDO日志要求

• 日志记录了数据修改之前的旧值；

• 数据刷盘之前，把日志刷盘；（一致性）

• 数据刷盘之后，把日志COMMIT刷盘。（持久性）

2 UNDO日志缺陷

UNDO日志提供了足够的信息可以保证事务的一致性和持久性。但是，为了保持一致性，采取的是被动保守的策略，即：用旧值覆盖不能确保成功的事务。未成功的事务不能重新执行，只能恢复到事务之前的一致状态。

2 模拟代码

只是模拟了数据写入的过程，没有模拟数据恢复过程，待以后有时间补充。

/* UNDO 类型日志基本流程模拟 */#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <err.h>/* 日志文件,基本格式:
 * T1_START
 * A=100
 * B=100
 * T1_COMMIT
 */#define LOG_FILE "test.log"/* 数据文件,基本格式: 每行一个键值对，长度固定为1024，右侧用空格填充。 
 * A=100     (padding)
 * B=100     (padding)
 */#define DATA_FILE "test.data"#define LINE_MAX 1024/* 键值对 */typedef struct KV KV;struct KV
{    char* key;    char* value;
};/* 从硬盘读取名为k的数据 */static int fread_kv(char* k, char* v, FILE* fp)
{
    rewind(fp);    char line[LINE_MAX+1]={0};    int lineNo = 0;    while(fread(line, 1, LINE_MAX, fp)==LINE_MAX){        int i=0;        while(k[i] && line[i]!='='){            if(k[i] != line[i]){                break;
            }
            i++;
        }        if(line[i] == '='){            strcpy(v, &line[i+1]);            return lineNo;                                                                                                                                                                    1,1           Top        }
        lineNo ++;
    }    return -1;
}/* 把数据刷入硬盘 */static void fwrite_kv( char* k,  char* v, FILE* fp)
{    int lineNo = -1;    char newLine[LINE_MAX];    sprintf(newLine, "%s=%s", k, v);    int offset = 0;    if( (lineNo=fread_kv(k,v,fp))<0)  /* insert */
    {
        offset = fseek(fp, 0, SEEK_END);
    }else{  /* update */
        offset = fseek(fp, LINE_MAX * lineNo, 0);
    }    fprintf(fp, "%-1023s\n", newLine);
    fflush(fp);
}int main(int argc, char** argv)
{
    FILE* fpLog = fopen(LOG_FILE, "r+");
    FILE* fpData = fopen(DATA_FILE, "r+");    if(!(fpLog && fpData)){
        perror(NULL);
    }    /* 开始一个事务 */
    char log[1024] = "T1 START\n";    /* 在内存中执行事务操作 */
    char v[LINE_MAX];
    fread_kv("A", v, fpData);    int A = atoi(v);

    fread_kv("B", v, fpData);    int B = atoi(v);    char logA[1024];    sprintf(logA, "T1:A=%d\n", A); /*在日志中记录旧值*/
    strcat(log, logA);
    A -= 50;    char logB[1024];    sprintf(logB, "T1:B=%d\n", B); /*在日志中记录旧值*/
    strcat(log, logB);
    B += 50;    /************** 如果此时发生故障，日志和数据均尚未写出到硬盘上, 事务丢失，但保持数据库一致性.*************/
    /* 数据刷盘之前，先把日志刷入硬盘 */
    fputs(log, fpLog);
    fflush(fpLog);    /************* 如果此时发生故障，日志旧值已经被写出到硬盘上，数据尚未写入，恢复时需要把旧值恢复.(随然数据未刷盘，但并不可知）********/
    /* 把数据新值刷入硬盘 */
    sprintf(v, "%d", A);
    fwrite_kv("A", v, fpData);    /************* 如果此时发生故障，日志旧值已经被写出到硬盘上，数据尚未写入，恢复时需要把旧值恢复.********/

    abort(); /* 模拟故障 */

    sprintf(v, "%d", B);
    fwrite_kv("B", v, fpData);    /************* 如果此时发生故障，日志旧值已经被写出到硬盘上，数据已经写入硬盘，但是COMMIT日志未写出，也需要恢复旧值.(虽然数据已完整刷盘，但并不可知）********/

    /* 数据刷盘之后，把提交日志刷入硬盘*/
    fputs("T1 COMMIT\n", fpLog);
    fflush(fpLog);    /************* 如果此时发生故障，日志COMMIT已刷盘，能够确保数据也已经刷盘成功。无需恢复********/

    fclose(fpLog);
    fclose(fpData);    return 0;
}

代码执行之前： 
数据文件内容如下：

A=100B=100

上述代码执行后： 
数据文件内容如下：

A=50B=100

日志文件内容如下：

T1 STARTT1:A=100T1:B=100

根据日志文件，由于没有找到T1 COMMIT，所以断定事务T1未能成功，数据可能处于不一致状态，需要数据恢复。进而根据日志文件，可以得到事务T1执行之前的数据旧值A=100，B=100，恢复也就很容易了，只要把A，B的值都更新为其对应的旧值就可以了。

恢复之后的数据文件：

A=100B=100