Что такое база данных ACID? (Плюс, когда они необходимы)

15 июля 2021 г.

Почти все предприятия и организации производят данные, а базы данных — это структурированные наборы, которые помогают их хранить. Существует несколько типов баз данных и управления базами данных, включая базы данных ACID, предназначенные для надежной обработки транзакций. Дополнительные сведения о базах данных ACID могут помочь вам развить профессиональные навыки для использования в бизнесе, особенно в карьере администратора информационных технологий или баз данных. В этой статье мы рассмотрим, что такое база данных ACID, что означает эта аббревиатура, когда использовать базу данных ACID и как она может помочь компаниям соблюдать требования к данным, защищая при этом свои цифровые активы и репутацию.

Что такое база данных ACID?

База данных ACID — это аббревиатура функций и свойств системы баз данных, которая оптимизирует, управляет и извлекает информацию и данные, применяя принцип атомарности, согласованности, изоляции и надежности (ACID). Транзакции базы данных — это такие функции, как создание новых документов и файлов или обновление информации в них, а базы данных ACID специально помогают гарантировать, что документы и файлы не будут повреждены или потеряны. Это часто обеспечивает надежную и точную базу данных, помогая сохранять информацию и позволяя сотрудникам работать более продуктивно, а клиентам уверенно взаимодействовать с вашей организацией.

Вот подробный обзор каждого компонента базы данных ACID и того, что это означает в отношении управления базой данных:

атомарность

Атомарные транзакции в настройках базы данных означают, что весь процесс должен завершиться, иначе файл, документ, транзакция или база данных вернутся к своему предыдущему состоянию. Это может помочь защитить данные, особенно в таких случаях, как сетевая ошибка при передаче или сохранении документа, файла или группы данных. Атомарность помогает предотвратить частичные передачи или сохранения, когда вы не можете определить, как далеко продвинулся процесс, прежде чем он был прерван. Вместо этого он работает по принципу «все или ничего» — вся транзакция должна быть успешно завершена, иначе ничего не произойдет.

Последовательность

Согласованность в управлении базой данных означает, что целостность данных должна оставаться неизменной при любых изменениях, иначе транзакция полностью отменяется в соответствии с правилами проверки данных. Это действует как мера предосторожности для защиты данных от нарушений доступа или нарушений безопасности. Вы создаете и реализуете параметры и ограничения для базы данных, чтобы направлять ее действия в случае возникновения какой-либо вредоносной или вредоносной активности, позволяя системе автоматически прерывать работу и возвращаться в исходное допустимое состояние. Вы также можете применять декларативные ограничения, определяя системные или бизнес-правила, которые инициируют систематическое развертывание в базе данных или любых программах и приложениях, использующих ее.

Изоляция

Изоляция со структурой базы данных означает, что транзакции происходят отдельно, а не в тандеме друг с другом. С технической точки зрения, каждая функция чтения или записи не зависит от других операций чтения или записи другой транзакции. Даже если у вас есть крупная организация с несколькими сотрудниками или клиентами, одновременно обращающимися к базе данных, система выполняет глобальную очередь или очередь транзакций, гарантируя, что каждая из них будет полностью завершена до того, как начнется следующая, сохраняя при этом функцию изоляции. Изоляция может иногда замедлять работу систем, хотя дополнительная безопасность и защита данных обычно перевешивают эту проблему.

Для достижения изоляции вы используете скользящую шкалу измерения для системных разрешений, основанную на оптимистичной или пессимистичной классификации транзакций:

• Оптимистичные транзакции: Оптимистическая классификация работает, предполагая, что транзакции читаются и записываются в разные места в базе данных. Если они обе необычно взаимодействуют с одним и тем же местом в базе данных, обе транзакции прерываются и повторяются попытки.

• Пессимистические транзакции. Пессимистическая классификация дает гораздо меньше свободы, когда предполагается, что транзакции будут влиять друг на друга, и вместо этого полностью блокирует ресурс, а не пытается немедленно повторить попытку. Это может привести к увеличению очередей и вынудить документ или файл ожидать повторного взаимодействия с базой данных по сравнению с оптимистичной классификацией.

Примером изоляции является сайт электронной коммерции, на котором одновременно происходит несколько транзакций. Скажем, осталось 11 единиц определенного продукта, и шесть покупателей хотят купить по две вещи каждый. В зависимости от того, какой клиент щелкнул первым, он может добавить и купить два своих товара, хотя последний покупатель в очереди, скорее всего, увидит сообщение о том, что сейчас доступен только один товар вместо двух. Это связано с тем, что каждая транзакция выполнялась изолированно, что помогло веб-сайту продать 12 товаров, когда в наличии было только 11.

Долговечность

Надежность означает, что система гарантирует, что изменения, которые вы вносите в базу данных, будут успешными, а файлы будут жить постоянно, переживая даже катастрофические события и системные сбои, такие как перебои в обслуживании, системные сбои, серьезные нарушения безопасности и другие сбои. Журналы изменений обеспечивают устойчивость при перезапуске базы данных или ее части. В бизнесе долговечность имеет значение, потому что она помогает предотвратить неудобства клиента или пользователя.

Например, если клиент совершает онлайн-покупку на сайте электронной коммерции и получает квитанцию ​​​​и подтверждение доставки, он часто доверяет компании и гарантирует, что у компании также есть запись транзакции. Долговечность означает, что даже если в вашей системе баз данных есть недостатки, транзакция существует и ее можно восстановить, а не иметь записи о продаже.

Когда нужны базы данных ACID?

Вам часто требуется база данных ACID каждый раз, когда у вас есть большие объемы данных для вашего бизнеса, организации или компании. Это помогает вам поддерживать целостность защищенных данных, что важно для ваших повседневных операций и стратегического бизнес-анализа. Поскольку базы данных ACID помогают защитить данные от повреждения, вы также можете сэкономить дорогостоящие инвестиции от исправления данных, которые были скомпрометированы. Некоторые другие пороговые значения, когда вам может понадобиться база данных ACID, включают:

• Когда важен порядок появления транзакций и действий

• Когда потенциально незавершенные транзакции могут иметь значительные прямые затраты

• Когда существует вероятность того, что несколько процессов или пользователей будут получать доступ к одним и тем же данным или использовать их одновременно.

• Когда устаревшие данные, показанные пользователю, недопустимы

Что такое ACID-совместимость?

Соответствие ACID — это акт наличия базы данных с четырьмя атрибутами атомарности, согласованности, изоляции и устойчивости. Когда вы работаете с базой данных с этими свойствами, у вас есть ACID-совместимые документы и управление базой данных. В бизнесе наличие баз данных, совместимых с ACID, помогает обеспечить:

• Меньше помех для пользователей: в случае сбоя системы долговечность помогает гарантировать, что никто не заметит серьезной проблемы.

• Защищенные транзакции: если вы переводите деньги с одного счета на другой, база данных, совместимая с ACID, гарантирует, что деньги не будут потеряны в случае сбоя операции депозита.

• Постоянная точность: когда вы просматриваете баланс своего счета, общая сумма отражает денежный перевод только в том случае, если он был успешно осуществлен.

• Экономия затрат и снижение риска: атрибуты ACID предотвращают двойную проводку платежей или безвозвратность денежных средств, например, снижая финансовый риск как для клиентов, так и для компаний.

• Точная своевременность: например, медицинские записи остаются актуальными, даже если врач и медсестра одновременно получают доступ к карте пациента для записи информации, а не отменяют изменения, если изоляция не была на месте.