Как работают атомарные транзакции в базе данных?

Атомарность делает возможным, чтобы транзакция имела только 2 результата:
- она успешно выполняет все операции и фиксируется
- прерывается из-за сбоя и отменяет все изменения

В единой базе данных атомарность возможна благодаря сохранению всех изменений в данных в журнале опережающей записи (WAL).
Каждый раз при внесении изменений WAL сохраняет их на диске, чтобы они сохранились надолго.
Каждая запись в WAL содержит всю информацию для отмены всех изменений.
Однако подход WAL недостаточен, если транзакция затрагивает более одной базы данных.
В таких ситуациях часто используется протокол двухфазной фиксации (2PC).
Согласно этому протоколу, один процесс должен быть координатором, а остальные - участниками.
Задача координатора - следить за тем, чтобы участники выполняли свою часть работы.
Чаще всего координатором является клиентский процесс, которому требуется транзакция.

Протокол состоит из 2 этапов:

1. Подготовка.
Координатор просит всех приготовиться к завершению транзакции. Каждый участник отвечает, может ли он совершить транзакцию или нет.

После ответа участники ждут дальнейших инструкций.

2. Коммит.
Если все участники готовы, координатор посылает им запрос на фиксацию. В противном случае он попросит прервать транзакцию.
Этот шаг является точкой невозврата: транзакция должна быть зафиксирована или прервана.

Протокол 2PC работает, но имеет ряд недостатков:
- он медленный, так как требует многократных обходов между процессами
- блокируется при сбое координатора или отказе участника на этапе фиксации.

Репликация задействованных процессов делает 2PC более надежным, но добавляет сложности.

#db

👉 @database_info