关系型数据库的ACID属性

星空下的梦 2020-05-18 ⋅ 11 阅读

什么是ACID属性

ACID是指关系型数据库的四个基本特性,分别是原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)。这些特性确保了数据库在并发操作和崩溃恢复等情况下的可靠性和稳定性。

原子性(Atomicity)

原子性指的是一个事务中的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚。在事务执行过程中,如果发生错误或异常,数据库会回滚所有已执行的操作,恢复到事务开始前的状态,这样可以保证数据库的一致性。

原子性保证了数据库中的数据是一致的,不会在中间状态被访问。一旦事务提交,则所有的数据都是完整的,反之,所有的修改都将被取消。

一致性(Consistency)

一致性指的是数据库在事务执行前和执行后都必须保持一致的状态。在一个事务中,所有的数据操作必须遵循预定义的约束和规则,不会破坏数据库的完整性。

一致性要求数据库中的数据在事务开始和结束后必须满足所有的约束。例如,如果一个表定义了唯一性约束,那么在一个事务中插入重复的数据将会失败,保持了数据的一致性。

隔离性(Isolation)

隔离性指的是并发执行的事务之间不会相互干扰,每个事务在执行过程中都感觉到是独立的。这样可以避免并发事务之间出现读取脏数据、不可重复读和幻读等问题。

为了实现隔离性,数据库采用了各种并发控制机制,例如锁机制和多版本并发控制(MVCC)等。这些机制保证事务在执行过程中不会受到其他并发事务的干扰,保证了数据的一致性和正确性。

持久性(Durability)

持久性指的是一旦事务提交,则对数据库的修改将永久保存并且不会丢失。即使发生了系统故障或崩溃,数据库也能够通过日志或其他机制来恢复数据,保证数据的持久性。

持久性的实现通常依赖于数据库的写日志(Write-Ahead Logging,WAL)机制。数据库会将事务的修改操作写入日志文件,然后再将其应用到数据库文件中。这样即使在崩溃时,数据库可以根据日志文件来进行数据的恢复,确保修改的数据不会丢失。

总结

ACID属性是关系型数据库的关键特性,保证了数据库在并发操作和崩溃恢复等情况下的可靠性和稳定性。原子性确保事务的原子性操作,一致性保证数据库的数据始终保持一致性,隔离性保证并发事务的正确执行,而持久性确保了数据的永久保存。这些属性使得关系型数据库成为许多应用程序的首选,尤其是对于事务处理和数据一致性要求较高的场景。


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