Транзакция, ACID, CAP теорема и уровни изоляций транзакций простыми словами
Данный материал позволит вам подготовиться к собеседованию, освежить знания или познакомиться с такими терминами как транзакции, ACID и уровни изоляции. Важно отметить, что речь пойдет о реляционных базах данных, которые наилучшим образом подходят для транзакций и соответствуют критериям ACID. Транзакция в базе данных представляет собой последовательность операций, которые либо успешно завершаются все вместе, либо не выполняются совсем.
Этот подход обеспечивает надежность данных, предотвращая ошибки и искажения. В случае сбоя во время транзакции база данных откатывает все изменения, чтобы сохранить целостность данных. Пример успешной транзакции — банковский перевод между двумя людьми. Данная транзакция включает две операции: списание средств с одного баланса и зачисление на другой. У транзакции есть два исхода — rollback и commit. Rollback — откат совершенных изменений в базе данных. Rollback возвращает БД в состояние до транзакции. Commit — фиксация всех изменений, сделанных в рамках транзакции, и сохранение их в базе данных. Чтобы транзакция успешно выполнялась в базе данных, она должна обладать следующими свойствами: Atomicity (Атомарность) — свойство, обеспечивающее целостность транзакций. Либо выполняются все изменения, либо осуществляется rollback до первоначального состояния. Consistency (Согласованность) — принцип, согласно которому база данных гарантирует, что после успешного завершения каждой транзакции, данные в ней остаются в согласованном состоянии. Другими словами, до и после выполнения транзакции данные остаются надёжными и достоверными. Например, в контексте банковского перевода это означает, что транзакция не приведёт к появлению отрицательного баланса на одном счете, и одновременно к положительному на другом. Таким образом, мы можем быть уверены в достоверности и корректности данных в базе. Isolation (Изолированность) — свойство, гарантирующее, что выполнение одной транзакции не влияет на выполнение других. Каждая транзакция должна работать независимо от других, даже если они выполняются параллельно. Это предотвращает конфликты и сохраняет целостность данных. Durability (Надёжность) — «что написано пером, не вырубишь топором». Это свойство гарантирует, что после успешного завершения транзакции изменения будут сохранены и доступны в БД. После того, как произошел commit транзакции, мы можем быть уверены, что изменения не будут отменены из-за какого-либо сбоя. Казалось бы, можно придерживаться свойств ACID и наслаждаться жизнью. Но жизнь не была бы такой сладкой без ограничений. Речь идет о CAP теореме, которая ограничивает нас в создании распределённых систем. Важно понимать, что теорема CAP и ACID не противоречат друг другу, а дополняют. CAP теорема утверждает, что в распределенной системе невозможно одновременно обеспечить согласованность данных (Consistency), доступность (Availability) и устойчивость к разделению сети (Partition tolerance). Можно обеспечить только два из этих трёх свойств одновременно. Таким образом, при проектировании и разработке распределенных систем приходится искать компромиссы между согласованностью данных, доступностью и устойчивостью к разделению сети, опираясь на требования конкретного приложения и его контекст использования. Например, банковские операции требуют согласованности и доступности, в то время как сервис отчетности — согласованности и устойчивости к разделению. С другой стороны, рекламное объявление букмекерской компании требует доступности и устойчивости к разделению, где согласованность не столь важна. Взглянем поближе на понятие изоляции транзакций. Изоляция обеспечивает возможность параллельной работы двух транзакций. Если не настроить уровни изоляции транзакций, исходя из потребностей проекта, то параллельно выполняющиеся транзакции смогут мешать друг другу, в результате чего в базе данных будут неактуальные данные. Разберём 3…
Источник: habr.com — habr.com/ru/companies/alfa/articles/812417/
