什麼是資料庫(kù)中的 ACID 屬性？

ACID 屬性 是一組確保資料庫(kù)中事務(wù)處理可靠且一致的規(guī)則。它們定義了資料庫(kù)系統(tǒng)在處理事務(wù)時(shí)的行為，即使在系統(tǒng)崩潰、斷電或多用戶並發(fā)存取的情況下也能確保資料的完整性和正確性。

酸性屬性概述

1. 原子性： 確保每筆交易都被視為一個(gè)不可分割的單元。如果交易的任何部分失敗，則整個(gè)交易將回滾，並且不會(huì)將任何變更套用至資料庫(kù)。 範(fàn)例： 在銀行轉(zhuǎn)帳中，如果因錯(cuò)誤而從一個(gè)帳戶中扣除資金但未將資金添加到另一個(gè)帳戶中，則整個(gè)操作將被撤銷(xiāo)。

   BEGIN TRANSACTION;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance - 100 WHERE AccountID = 1;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance + 100 WHERE AccountID = 2;
   ROLLBACK; -- If any update fails, revert all changes.

1. 一致性： 確保事務(wù)將資料庫(kù)從一種有效狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種有效狀態(tài)，同時(shí)維護(hù)所有定義的規(guī)則，例如約束、觸發(fā)器和關(guān)係。 範(fàn)例： 如果交易違反外鍵約束，資料庫(kù)將阻止該操作。

   INSERT INTO Orders (OrderID, CustomerID) VALUES (101, 9999);
   -- Fails if CustomerID 9999 does not exist.

1. 隔離： 確保交易獨(dú)立執(zhí)行，互不干擾。一個(gè)事務(wù)的中間狀態(tài)對(duì)於其他事務(wù)是不可見(jiàn)的。此屬性可防止髒讀、不可重複讀取和幻讀等問(wèn)題。 範(fàn)例： 當(dāng)一個(gè)事務(wù)更新記錄時(shí)，另一個(gè)事務(wù)無(wú)法讀取未提交的變更。

   SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

1. 耐用性： 保證事務(wù)一旦提交，其更改就是永久性的，並且不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)故障。資料庫(kù)通常透過(guò)將提交的資料寫(xiě)入持久性儲(chǔ)存體來(lái)確保安全儲(chǔ)存提交的資料。 範(fàn)例： COMMIT 後，即使系統(tǒng)崩潰，資料也會(huì)被保存。

   COMMIT; -- Data is now permanently saved.

ACID 實(shí)踐

原子性範(fàn)例：

BEGIN TRANSACTION;
    DELETE FROM Inventory WHERE ProductID = 10;
    INSERT INTO Archive (ProductID, ProductName) VALUES (10, 'ProductX');
IF @@ERROR > 0
    ROLLBACK;
ELSE
    COMMIT;

• 如果從庫(kù)存中刪除失敗，則插入存檔也將被撤消。

一致性範(fàn)例：

INSERT INTO Orders (OrderID, CustomerID, OrderDate)
VALUES (101, 5, '2024-12-18');
-- Ensures foreign key and date constraints are respected.

隔離等級(jí)：

SQL 中常見(jiàn)的隔離等級(jí)有：

• 未提交的讀取：允許髒讀。
• 已提交讀取：防止髒讀。
• 可重複讀取：確保在一個(gè)事務(wù)中讀取多次相同的資料。
• 可序列化：最嚴(yán)格級(jí)別，確保完全隔離。

耐久性範(fàn)例：

   BEGIN TRANSACTION;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance - 100 WHERE AccountID = 1;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance + 100 WHERE AccountID = 2;
   ROLLBACK; -- If any update fails, revert all changes.

為什麼酸很重要

• 資料完整性：確保資料庫(kù)保持準(zhǔn)確可靠。
• 同時(shí)控制：防止同時(shí)事務(wù)之間發(fā)生衝突。
• 錯(cuò)誤復(fù)原：防止資料因意外故障而損壞。
• 可靠性：建立對(duì)需要高資料一致性的系統(tǒng)的信任，例如銀行和電子商務(wù)平臺(tái)。

ACID 的挑戰(zhàn)

• 由於嚴(yán)格遵守規(guī)則，可能會(huì)導(dǎo)致效能開(kāi)銷(xiāo)。
• 交易跨越多個(gè)資料庫(kù)的分散式系統(tǒng)的複雜性增加。

像 MySQL、PostgreSQL 和 Oracle 這樣的資料庫(kù)實(shí)作了 ACID 屬性來(lái)確保資料的可靠性和正確性，這使得它們對(duì)於健全的應(yīng)用程式開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

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