Свойства ACID — это фундаментальные понятия в области управления базами данных, и они имеют решающее значение для обеспечения надежных и эффективных транзакций базы данных. ACID — это аббревиатура, обозначающая атомарность, согласованность, изоляцию и долговечность, и эти свойства определяются следующим образом:
Атомарность: Атомарность гарантирует, что транзакция рассматривается как единая единица работы, где выполняются либо все операции внутри транзакции, либо ни одна из них. Если во время транзакции происходит сбой (например, системный сбой или нарушение ограничений), любые изменения, сделанные во время транзакции, откатываются, восстанавливая состояние системы до начала транзакции. Это не позволяет базе данных оставаться в несогласованном состоянии, когда применяются только некоторые операции транзакции.
Согласованность. Согласованность гарантирует, что транзакция преобразует базу данных из одного согласованного состояния в другое. Непротиворечивое состояние означает, что база данных соответствует всем определенным ограничениям, правилам и нормам, включая ограничения целостности и бизнес-правила. Например, если баланс счета никогда не должен опускаться ниже нуля, свойство согласованности гарантирует, что любые транзакции, которые могут нарушать это правило, будут либо изменены, чтобы подчиняться ему, либо полностью отклонены.
Изоляция. Изоляция гарантирует, что параллельные транзакции не будут мешать друг другу. Это означает, что операции одной транзакции невидимы для других параллельных транзакций, пока исходная транзакция не будет зафиксирована. Без изоляции незавершенная транзакция одного пользователя может быть видна другому пользователю, что может привести к ошибкам или путанице. Уровни изоляции, такие как Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read и Serializable, обеспечивают различные степени изоляции и могут быть выбраны в зависимости от конкретных потребностей приложения.
Надежность. Надежность гарантирует, что после совершения транзакции ее последствия будут постоянными даже в случае системных сбоев. Это часто достигается с помощью процедур ведения журнала с упреждающей записью и резервного копирования, когда изменения записываются на долговременный носитель до того, как они будут применены к базе данных. В случае сбоя системы эти журналы можно использовать для восстановления базы данных до ее последнего согласованного состояния.
Вместе свойства ACID обеспечивают надежную обработку транзакций, предотвращая аномалии, которые в противном случае могли бы возникнуть в системе, где несколько пользователей одновременно считывают и записывают данные. Тщательная координация этих свойств помогает поддерживать целостность и согласованность базы данных, обеспечивая точную и эффективную обработку данных. Хотя достижение строгого соответствия требованиям ACID может привести к снижению производительности, это часто необходимо для систем, где целостность данных имеет первостепенное значение, например, в банковском деле, здравоохранении и других отраслях, которые полагаются на точное и надежное управление данными.
