ACID в контексте реляционных баз данных относится к набору свойств, которые обеспечивают надёжное выполнение транзакций. ACID является аббревиатурой, состоящей из следующих английских слов: Atomicity, Consistency, Isolation, Durability. Переведём и разберём каждое из них:
Атомарность (Atomicity) — это свойство, согласно которому транзакция либо полностью выполняется, либо не выполняется вовсе. Это означает, что если один из шагов транзакции не может быть завершён, вся транзакция откатывается (отменяется), и состояние данных возвращается к исходному.
Согласованность (Consistency) — это гарантия, что транзакция не нарушает целостность и правила базы данных. После выполнения транзакции все данные должны оставаться в согласованном состоянии, то есть соответствовать всем заданным правилам и ограничениям.
Изоляция (Isolation) — это свойство, которое обеспечивает независимость параллельно выполняемых транзакций. Результат работы одной транзакции не должен влиять на другую, пока первая не будет полностью завершена.
Долговечность (Durability) — это свойство, согласно которому результаты выполненной транзакции сохраняются в системе постоянно, даже в случае сбоев, таких как падение системы или отключение питания. Как только транзакция завершается, её результаты становятся неизменными.
Эти четыре свойства вместе обеспечивают высокую надежность и корректность работы с данными в реляционных базах данных. ACID часто является критически важным аспектом для приложений, требующих строгой консистентности данных, например, в финансовых системах.
Давайте рассмотрим пример из реальной жизни, который иллюстрирует все четыре принципа ACID на примере банковской операции перевода денег с одного счёта на другой:
Атомарность (Atomicity): Представьте, что вы хотите перевести 1000 рублей со своего счёта на счёт друга. Эта транзакция включает в себя два шага: списание суммы с вашего счёта и зачисление её на счёт друга. Эти операции должны быть атомарными, то есть либо оба шага выполнятся полностью, либо, если какой-то шаг не может быть завершён (например, на вашем счету недостаточно средств), то ни один из шагов не произойдет, и вся транзакция откатится.
Согласованность (Consistency): После завершения транзакции общая сумма денег на обоих счетах должна оставаться такой же, как и до проведения операции. База данных должна гарантировать, что не возникнет ситуации, при которой деньги исчезнут или будут созданы из ничего. Если начальный баланс был 5000 рублей у вас и 3000 у вашего друга, то после перевода у вас должно остаться 4000, а у вашего друга стать 4000, сохраняя общую сумму в 7000 рублей.
Изоляция (Isolation): Если в то же время, когда вы делаете перевод, другой человек пытается получить информацию о балансе одного из счетов, система базы данных должна обеспечивать, что он увидит либо полностью завершённый перевод, либо исходное состояние до перевода. Это предотвращает возможность видеть частично выполненную транзакцию, что могло бы привести к ошибочным решениям или выводам.
Долговечность (Durability): Как только перевод денег будет завершён, информация о новых балансах должна быть надежно сохранена в базе данных. Это означает, что даже если сразу после перевода произойдет сбой в системе или отключение питания, данные не будут потеряны или испорчены, и при восстановлении работы системы балансы на счетах будут отражать завершённый перевод.
Таким образом, применение принципов ACID в реляционных базах данных обеспечивает безопасность, корректность и надежность транзакций, критически важных для многих приложений, особенно в финансовой сфере.