障害回復（ログ・ロールバック・ロールフォワード）

結論：回復は「ログ」と「バックアップ」の2つで行う

データベース（DB）の障害回復で覚える道具は、ログファイルとバックアップファイルの2つです。ログファイル（ジャーナルとも呼ぶ）は、DBを更新するたびに更新前の値と更新後の値を書き残しておく「更新記録」です。

ワープロにたとえると、更新前の値は「元に戻す」、更新後の値は「やり直し」に使う材料です。障害が起きたら、このログを見ながら取り消すか（ロールバック）、もう一度反映するか（ロールフォワード）を決めます。

「更新前後の値」「更新記録」という言葉が出たら、答えはログファイルです。

ロールバック：更新前の値で「なかったこと」にする

ロールバックは、途中で失敗したトランザクションの更新を、ログの**更新前情報（更新前ジャーナル）**を使って取り消し、トランザクション開始直前の状態に戻す処理です。トランザクションは「全部反映するか、全部なかったことにするか」のどちらかで、中途半端な状態は残しません。

使う場面は次のとおりです。

• プログラムが更新の途中で異常終了した
• デッドロックが起きて、DBMSがトランザクションを強制終了した
• システム障害が起きた時点で、まだ終わっていなかった（コミットしていない）トランザクションがあった

たとえば DELETE FROM 商品 WHERE 商品コード = 'B020' を実行中にデッドロックで異常終了すると、削除は取り消され、表は元の3行のままに戻ります。B020の行が消えた表や、一部の列だけがNULLになった表は誤りです。

ロールフォワード：バックアップに更新後の値を重ねて「直前まで再現」する

ロールフォワードは、ログの**更新後情報（更新後ジャーナル）**を反映して、障害が起きる直前の状態まで再現する処理です。いわば、成功していたはずの更新を「やり直し」で積み直す作業です。

代表的な場面は媒体障害（DBが入っているディスク自体の故障）です。手順は次の2段階です。

1. バックアップファイルからDBを復元する（バックアップを取った時点に戻る）
2. バックアップ以降のログの更新後情報を反映し、障害直前まで進める

このため、媒体障害に備えてログを稼働中のDBとは別の媒体に保存しておく必要があります。DBと同じディスクにログを置くと、ディスクが壊れたときにログも一緒に失われるからです。

チェックポイント：回復時間を短くするための「中間セーブ」

DBMS（データベース管理システム）は、速度を上げるために更新をいったん主記憶のバッファ（一時置き場）にためます。そのため、障害が起きるとバッファにしかなかった更新が失われることがあります。

チェックポイントは、定期的にバッファの内容をDBへ書き出し、「ここまでは確実にDBに反映済み」という印（チェックポイントレコード）をログに残す処理です。ゲームの中間セーブと同じで、障害が起きてもチェックポイントから回復すればよいので、回復作業の時間が短くなります。

チェックポイントでの処理は次の順番です。

1. 実行中のトランザクションを一時停止する
2. バッファの内容をすべてDBに書き出す
3. チェックポイントレコードをログに書き出す
4. トランザクションを再開する

システム障害のとき、チェックポイントまで戻ってログで回復する再始動方式をウォームスタートといいます。

システム障害のときの回復：トランザクションごとに仕分ける

停電やOSのダウンなどのシステム障害では、ディスクは無事ですがバッファの中身が失われます。このときは、チェックポイントを起点にトランザクションを2種類に仕分けます。

コミットとは、トランザクションの更新を確定させることです。「完了していたものは前へ、終わっていないものは後ろへ」と覚えると迷いません。

flowchart TD
  A["障害が起きた"] --> B{"ディスクは無事か"}
  B -- "壊れた（媒体障害）" --> C["バックアップから復元"]
  C --> D["ログの更新後情報でロールフォワード"]
  B -- "無事（システム障害）" --> E["チェックポイントまで戻る"]
  E --> F{"トランザクションは完了していたか"}
  F -- "完了していた" --> G["ロールフォワード"]
  F -- "未完了" --> H["ロールバック"]

試験での問われ方

• 定義を選ぶ問題：「更新前後の値を書き出した更新記録」＝ログファイル。チェックポイント（定期的な書出し）、ミラーリング（常に別ディスクへコピー）、バックアップ（ディスク単位の複写）の説明を並べて迷わせます。
• ロールバックの材料と戻り先：「更新前ジャーナル」と「トランザクション開始直前」の組合せが正解です。「更新後」や「障害直前」と組み合わせた選択肢は誤りです。
• ロールフォワードの場面：「媒体障害」「バックアップから復元した後」「チェックポイント後に完了したトランザクション」と出たらロールフォワードです。
• 定義の入れ替え：「完了したトランザクションを反映する操作をロールバックという」のように、名前と中身を入れ替えた文が誤りの選択肢として出ます。
• チェックポイントの順番：ログへの記録を、バッファの書出しより先にした並びが誤りの選択肢です。