Лекция 15. Модель ACID
Большинство реляционных баз данных реализует транзакционную модель. Акроним ACID содержит основные принципы такого подхода.
Атомарность (Atomicity)
Атомарность гарантирует, что никакая транзакция не будет зафиксирована в системе частично. Будут либо выполнены все её подоперации, либо не выполнено ни одной. Поскольку на практике невозможно одновременно и атомарно выполнить всю последовательность операций внутри транзакции, вводится понятие «отката» (rollback): если транзакцию не удаётся полностью завершить, результаты всех её до сих пор произведённых действий будут отменены и система вернётся во «внешне исходное» состояние - со стороны будет казаться, что транзакции и не было. Сигнал завершения транзакции называется «фиксация» (commit).
Согласованность (Consistency)
Транзакция достигающая своего нормального завершения (EOT - endoftransaction, завершение транзакции) и, тем самым, фиксирующая свои результаты, сохраняет согласованность базы данных. Другими словами, каждая успешная транзакция по определению фиксирует только допустимые результаты. Это условие является необходимым для поддержки четвёртого свойства.
Согласованность является более широким понятием. Например, в банковской системе может существовать требование равенства суммы, списываемой с одного счёта, сумме, зачисляемой на другой. Это бизнес-правило и оно не может быть гарантировано только проверками целостности, его должны соблюсти программисты при написании кода транзакций. Если какая-либо транзакция произведёт списание, но не произведёт зачисление, то система останется в некорректном состоянии и свойство согласованности будет нарушено.
Наконец, ещё одно замечание касается того, что в ходе выполнения транзакции согласованность не требуется. В нашем примере, списание и зачисление будут, скорее всего, двумя разными подоперациями и между их выполнением внутри транзакции будет видно несогласованное состояние системы. Однако не нужно забывать, что при выполнении требования изоляции, никаким другим транзакциям эта несогласованность не будет видна. А атомарность гарантирует, что транзакция либо будет полностью завершена, либо ни одна из операций транзакции не будет выполнена. Тем самым эта промежуточная несогласованность является скрытой.
Изолированность (Isolation)
Во время выполнения транзакции параллельные транзакции не должны оказывать влияние на её результат. Изолированность - требование дорогое, поэтому в реальных БД существуют различные уровни изоляции.
Readuncommitted. Низший (нулевой) уровень изоляции. Он гарантирует только отсутствие потерянных обновлений Если несколько параллельных транзакций пытаются изменять одну и ту же строку таблицы, то в окончательном варианте строка будет иметь значение, определенное последней успешно выполненной транзакцией. При этом возможно считывание не только логически несогласованных данных, но и данных, изменения которых ещё не зафиксированы.
Readcommitted. На этом уровне обеспечивается защита от чернового, «грязного» чтения, тем не менее, в процессе работы одной транзакции другая может быть успешно завершена и сделанные ею изменения зафиксированы. В итоге первая транзакция будет работать с другим набором данных.
RepeatableRead. Уровень, при котором читающая транзакция «не видит» данные, которые были изменены но еще не зафиксированы другой транзакцией. При этом никакая другая транзакция не может изменять данные читаемые текущей транзакцией, пока та не окончена.
Serializable. Самый высокий уровень изолированности; транзакции полностью изолируются друг от друга, каждая выполняется так, как будто параллельных транзакций не существует. Только на этом уровне параллельные транзакции не подвержены эффекту «фантомного чтения» (ситуация, когда при повторном чтении в рамках одной транзакции одна и та же выборка дает разные множества строк).
Надежность (Durability)
Независимо от проблем на нижних уровнях (к примеру, обесточивание системы или сбои в оборудовании) изменения, сделанные успешно завершённой транзакцией, должны остаться сохранёнными после возвращения системы в работу. Другими словами, если пользователь получил подтверждение от системы, что транзакция выполнена, он может быть уверен, что сделанные им изменения не будут отменены из-за какого-либо сбоя.
Достарыңызбен бөлісу: |
