🧪 Требования ACID: Краткий обзор

ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) — набор характеристик, обеспечивающих надежность транзакций в базах данных.

Транзакция в БД — логическая операция, состоящая из одного/нескольких запросов, которые выполняются как единое целое.

💩Атомарность: Транзакция рассматривается как "неделимая" единица работы. Транзакция либо полностью выполняется, либо вообще не выполняется. Нет промежуточных состояний.

💩Согласованность: Транзакция должна переводить базу данных из одного согласованного состояния в другое (например, в каждом столбце значения имеют нужный тип данных, сохранена ссылочная целостность, операции выполнены по порядку). Если БД была в согласованном состоянии до транзакции, она должна остаться такой и после.

💩Изолированность: Другие транзакции не должны видеть промежуточных результатов текущей транзакции. Каждая транзакция должна быть изолирована от других: ее выполнение не должно влиять на другие транзакции.

💩Долговечность (надёжность): После успешного завершения транзакции изменения в БД должны сохраняться даже в случае сбоев системы. Данные, внесенные в БД, должны быть долговечными.

Когда применяется ACID:
✅ В финансовых, банковских, бухгалтерских приложениях, где точность данных является критически важной
✅ В системах управления заказами и инвентарем, управления ресурсами (таких как авиабилеты, номера номеров и т.д.)

ACID не актуальны, когда:
➖ производительность имеет большее значение, чем полная гарантия целостности данных
➖ часто выполняются параллельные операции и где допустимы некоторые компромиссы в обмен на повышенную производительность
➖ данные имеют низкую ценность или могут быть легко восстановлены
➖ данные имеют высокую степень избыточности или дублирования.

ACID в реляционных/нереляционных СУБД

🔹Большинство традиционных реляционных БД поддерживают требования ACID

🔸В распределенных БД связанные данные находятся на нескольких узлах. Транзакции в NoSQL затруднены и в большинстве СУБД требования ACID не удовлетворяются. Но некоторые NoSQL СУБД (например, графовая Neo4j и документоориентированная MarkLogic) могут обеспечивать свойства ACID.

Пример

Пусть есть БД с информацией о банковских счетах Алисы и Боба. Рассмотрим две транзакции:
➕Перевод денег: Боб переводит Алисе 100$ со своего счета.
🔻Покупка печенек: Алиса покупает на 50$ со своей банковской карты.
У Алисы изначально 0 на счету. У Боба 110$

Применение ACID гарантирует:
💩А: Покупка печенек завершится ошибкой т.к баланс 0$, деньги не будут списаны. Отмена всей транзакции.
💩С: После обеих транзакций у Алисы должно остаться 50$ (0 + 100 - 50), а у Боба 10$. Операции выполнены в правильном порядке. Данные по клиентам корректно отражены
💩I: Если покупка происходит в то время, когда перевод еще не завершился, в БД не появится несогласованных данных. Блокировки и версионирование в БД изолируют транзакции во избежание путаницы в значениях.
💩D: Если обе транзакции завершились успешно, изменения (перевод и покупка) будут сохранены в базе данных даже в случае сбоев системы.

Как связаны ACID и CAP-теорема

Это две разные концепции, касающиеся транзакций в распределенных системах. Они не противоречат друг другу.
💩Цель ACID — обеспечить надежность в транзакционных БД , где данные обрабатываются в рамках централизованной системы.
💩CAP-теорема рассматривается там, где система распределена между несколькими узлами, что создает потенциальные проблемы согласованности и доступности.

🔹 Подробнее про CAP-теорему в нашем посте

⭐️ Подборки материалов по этой и другим темам доступны в базе знаний по системному анализу

#бд