Transacciones ACID

Las transacciones ACID garantizan que un grupo de operaciones de base de datos se comporte como una unidad única y fiable que es atómica, preserva la consistencia, está aislada de otras transacciones y es duradera una vez confirmada.

Definition

Una transacción es una unidad de trabajo que consta de una o más operaciones de base de datos que el sistema ejecuta con las garantías ACID: atomicidad, consistencia, aislamiento y durabilidad; termina ya sea por confirmación (haciendo permanentes sus efectos) o por aborto (deshaciendo todos sus efectos).

Scope

Este tema cubre en detalle la abstracción de transacciones y las cuatro propiedades ACID: atomicidad (confirmación o aborto de todo o nada), consistencia (cada transacción mueve la base de datos de un estado válido a otro), aislamiento (las transacciones concurrentes no interfieren de forma observable) y durabilidad (los efectos confirmados persisten a pesar de los fallos). Trata la semántica de confirmación y aborto y cómo las propiedades se relacionan con el control de concurrencia y la recuperación. Excluye los protocolos específicos que implementan el aislamiento y la durabilidad, que son temas adyacentes.

Core questions

• ¿Qué garantiza cada una de las propiedades ACID?
• ¿Cómo definen la confirmación y el aborto el comportamiento de todo o nada de una transacción?
• ¿Cómo se relaciona el aislamiento con la serializabilidad y el control de concurrencia?
• ¿Cómo se logra la durabilidad a pesar de los fallos del sistema?
• ¿Cuáles son los límites del modelo de transacción para trabajos de larga duración o distribuidos?

Key concepts

• unidad de trabajo de transacción
• atomicidad
• consistencia
• aislamiento
• durabilidad
• confirmar y abortar
• retroceso
• modelo de estado de transacción

Key theories

Atomicidad y durabilidad

La atomicidad asegura que los efectos de una transacción se apliquen completamente o no se apliquen en absoluto, incluso a través de fallos, y la durabilidad asegura que una vez que una transacción confirma sus cambios, estos sobreviven a los fallos; ambas se implementan a través del registro y la recuperación.

Consistencia y aislamiento

La consistencia requiere que cada transacción confirmada preserve las restricciones de integridad de la base de datos, y el aislamiento requiere que las transacciones concurrentes produzcan resultados equivalentes a algún orden serial, ocultando los estados intermedios entre sí.

El concepto de transacción y sus límites

La abstracción de transacción simplifica el razonamiento sobre fallos y concurrencia, pero Gray señaló limitaciones para actividades de larga duración y a través de los límites del sistema, lo que motivó trabajos posteriores sobre sagas y transacciones distribuidas.

Clinical relevance

Las transacciones ACID son la razón por la que se puede confiar en las bases de datos para operaciones críticas: una transferencia de fondos, una deducción de inventario o una reserva se completa por completo o no se completa en absoluto y sobrevive a los fallos, por lo que las bases de datos transaccionales son la columna vertebral de los sistemas bancarios, comerciales y de registro.

History

Jim Gray articuló el concepto de transacción y sus virtudes y limitaciones en 1981; Härder y Reuter acuñaron el acrónimo ACID en su estudio de 1983 sobre la recuperación orientada a transacciones. Estas ideas, desarrolladas en torno al Sistema R de IBM, se convirtieron en el modelo estándar de procesamiento de datos fiable y dieron forma a todos los sistemas de bases de datos posteriores.

Key figures

• Jim Gray
• Andreas Reuter
• Theo Härder

Seminal works

• gray1981
• haerder1983
• gray1992

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre la consistencia en ACID y la consistencia en el teorema CAP?

Son nociones diferentes. La consistencia ACID significa que una transacción preserva las restricciones de integridad de la base de datos, moviéndola entre estados válidos. La consistencia CAP se refiere a que todas las réplicas en un sistema distribuido concuerdan en el valor más reciente. Un sistema puede satisfacer una sin la otra, por lo que la misma palabra denota propiedades distintas en los dos contextos.

¿Son las propiedades ACID independientes entre sí?

Son garantías conceptualmente distintas, pero se implementan mediante mecanismos superpuestos. La atomicidad y la durabilidad provienen del registro y la recuperación; el aislamiento proviene del control de concurrencia; y la consistencia se preserva conjuntamente por la lógica de transacción de la aplicación y la aplicación de las otras tres propiedades por parte del sistema.