數(shù)據(jù)庫ACID屬性詳解

ACID屬性是確保數(shù)據(jù)庫事務(wù)可靠性和一致性的一組規(guī)則。它們規(guī)定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理事務(wù)的方式，即使在系統(tǒng)崩潰、電源中斷或多用戶并發(fā)訪問的情況下，也能保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

ACID屬性概述

1. 原子性 (Atomicity): 事務(wù)被視為一個(gè)不可分割的單元。任何部分失敗，整個(gè)事務(wù)回滾，數(shù)據(jù)庫不保留任何更改。例如，銀行轉(zhuǎn)賬，如果從一個(gè)賬戶扣款但未向另一個(gè)賬戶加款，則整個(gè)操作撤銷。

   begin transaction;    update accounts set balance = balance - 100 where accountid = 1;    update accounts set balance = balance + 100 where accountid = 2;    rollback; -- 任何更新失敗，都回滾所有更改。

2. 一致性 (Consistency): 事務(wù)將數(shù)據(jù)庫從一個(gè)有效狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)有效狀態(tài)，維護(hù)所有定義的規(guī)則，例如約束、觸發(fā)器和關(guān)系。例如，如果事務(wù)違反外鍵約束，數(shù)據(jù)庫將阻止該操作。

   insert into orders (orderid, customerid) values (101, 9999);    -- 如果customerid 9999不存在，則失敗。

3. 隔離性 (Isolation): 事務(wù)獨(dú)立執(zhí)行，互不干擾。一個(gè)事務(wù)的中間狀態(tài)對(duì)其他事務(wù)不可見，防止臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀等問題。例如，一個(gè)事務(wù)更新記錄時(shí)，另一個(gè)事務(wù)無法讀取未提交的更改。

   set transaction isolation level serializable;

4. 持久性 (Durability): 事務(wù)一旦提交，更改永久保存，不會(huì)因系統(tǒng)故障而丟失。數(shù)據(jù)庫通常通過將提交的數(shù)據(jù)寫入持久存儲(chǔ)來保證。例如，commit后，即使系統(tǒng)崩潰，數(shù)據(jù)也保存。

   commit; -- 數(shù)據(jù)永久保存。

ACID屬性實(shí)踐

原子性示例：

begin transaction;     delete from inventory where productid = 10;     insert into archive (productid, productname) values (10, 'productx'); if @@error > 0     rollback; else     commit;

• 從庫存刪除失敗，則插入存檔也撤銷。

一致性示例：

insert into orders (orderid, customerid, orderdate) values (101, 5, '2024-12-18'); -- 保證外鍵和日期約束。

隔離級(jí)別：

sql常見的隔離級(jí)別：

• 未提交讀: 允許臟讀。
• 已提交讀: 防止臟讀。
• 可重復(fù)讀: 保證事務(wù)中多次讀取相同數(shù)據(jù)一致。
• 可序列化: 最嚴(yán)格級(jí)別，確保完全隔離。

持久性示例：

BEGIN TRANSACTION; UPDATE Accounts SET Balance = Balance - 500 WHERE AccountID = 101; COMMIT; -- 保證更改即使崩潰也能持久化。

ACID屬性的重要性

• 數(shù)據(jù)完整性: 保證數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)確可靠。
• 并發(fā)控制: 防止并發(fā)事務(wù)沖突。
• 錯(cuò)誤恢復(fù): 防止數(shù)據(jù)因意外故障損壞。
• 可靠性: 構(gòu)建對(duì)數(shù)據(jù)一致性要求高的系統(tǒng)（如銀行和電商平臺(tái)）的信任。

ACID屬性的挑戰(zhàn)

• 嚴(yán)格遵守規(guī)則可能導(dǎo)致性能開銷。
• 分布式事務(wù)的復(fù)雜性增加。

mysql、postgresql和oracle等數(shù)據(jù)庫都實(shí)現(xiàn)了ACID屬性，確保數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，對(duì)于構(gòu)建健壯的應(yīng)用程序至關(guān)重要。

作者：Abhay Singh Kathayat

全棧開發(fā)者，精通前端和后端技術(shù)，使用各種編程語言和框架構(gòu)建高效、可擴(kuò)展、用戶友好的應(yīng)用程序。 聯(lián)系郵箱：kaashshorts28@gmail.com