酸性の特性（原子性、一貫性、分離、耐久性）を説明します。

酸性属性には、原子性、一貫性、分離、耐久性が含まれ、データベース設計の基礎です。 1.原子性は、トランザクションが完全に成功するか、完全に失敗することを保証します。 2.一貫性により、データベースがトランザクションの前後に一貫性を保証します。 3.分離により、トランザクションが互いに干渉しないようにします。 4.永続性により、トランザクションの提出後にデータが永久に保存されることが保証されます。

導入

データベースの世界では、酸性属性は、データの整合性と信頼性を保護する4つの偉大な王のようなものです。今日、私たちはこれらの王 - 原子性、一貫性、孤立性、耐久性について話します。これらの概念は、データベース設計の基礎であるだけでなく、さまざまな操作でデータが正しいことを保証するための鍵でもあります。この記事を読んだ後、酸性の特性をより深く理解し、実際のアプリケーションでこれらの機能をよりよく利用できるようになります。

基本的な知識のレビュー

酸性特性を掘り下げる前に、最初にデータベースの基本概念を確認しましょう。データベースは、情報の保存と管理によく使用されるデータの整理されたコレクションです。トランザクションは、データベース操作の基本単位です。 SQLステートメントのセットにすることができます。これらのステートメントは、部分的に成功せずに正常に実行されるか、すべてが失敗します。

コアコンセプトまたは関数分析

原子性

Atomicityは、トランザクションが不可分な仕事の単位であることを保証します。化学の原子と同様に、トランザクションは完全に成功するか、中間状態なしで完全に失敗します。たとえば、あるアカウントから別の口座に送金したい場合、Atomicityは、お金が完全に譲渡されるか、まったく譲渡されないことを保証します。

トランザクションを開始します。
accountsセットバランス=残高-100ここでaccount_id = 1;
accountsセットバランス=バランス100ここでaccount_id = 2;
専念;

この例では、2番目の更新ステートメントが失敗した場合、トランザクションがロールバックされ、最初の更新ステートメントの効果がキャンセルされます。

Atomicityの実装は通常、ロギングメカニズムに依存しており、データベースは各操作のステータスを記録して、失敗した場合にロールバックできるようにします。 Atomicityはトランザクションの整合性を保証しますが、追加のロギングとロールバック操作が必要であるため、パフォーマンスオーバーヘッドももたらす可能性があります。

一貫性

一貫性により、データベースがトランザクションの実行の前後に一貫性を保証します。つまり、トランザクションはデータベースの整合性の制約とルールに準拠する必要があります。たとえば、トランザクションがアカウントの残高を負の数に設定しようとし、データベースルールが負の残高を許可しない場合、トランザクションは拒否されます。

トランザクションを開始します。
accountsセットバランス=残高-100ここでaccount_id = 1;
accountsセットバランス=バランス100ここでaccount_id = 2;
 - ルールがあると仮定します：存在する場合、バランスは負になりません（残高<0のアカウントから1を選択）
    ロールバック;
それ以外
    専念;
end if;

一貫性は、データベースの制約とトリガーによって達成されます。その利点は、データの整合性を確保することですが、その欠点は、特定の操作の柔軟性を制限する可能性があることです。

分離（分離）

分離により、複数のトランザクションが同時に実行されたときに互いに干渉しないようにします。さまざまな部屋での会議と同様に、各トランザクションは独立して実施する必要があり、他のトランザクションの影響を受けません。隔離は、読み取り、コミットされていない読み取り、committed、繰り返し可能な読み取り、シリアル化可能なさまざまな分離レベルを通じて達成できます。

トランザクション分離レベルのシリアル化可能な設定。
トランザクションを開始します。
account_id = 1;
 - 他のトランザクションは、このトランザクションの読み取り結果に影響しません。 accountsセットバランス=残高-100ここでaccount_id = 1;
専念;

分離の実装は通常、ロックメカニズムとマルチバージョンの同時制御（MVCC）に依存しています。分離はデータ競争を防ぎますが、高すぎる分離レベルは、より多くのロック操作が必要であるため、パフォーマンスの劣化につながる可能性があります。

耐久性

永続性により、トランザクションがコミットされると、データベースへの変更が永続的であり、システムがクラッシュしても失われることはありません。石にデータを彫刻するのと同じように、永続性によりデータの信頼性が保証されます。

トランザクションを開始します。
accountsセットバランス=残高-100ここでaccount_id = 1;
accountsセットバランス=バランス100ここでaccount_id = 2;
専念;
 - システムがクラッシュしたとしても、データは保存されます

通常、持続性は、データをディスクに書き込み、ログを使用することで達成されます。その利点は、データの信頼性を確保することですが、その欠点は、ディスクへの書き込みは比較的遅い動作であるため、パフォーマンスに影響を与える可能性があることです。

使用の例

基本的な使用法

実際のアプリケーションでは、通常、酸性属性はデータベース管理システム（DBMS）を介して自動的に処理されます。トランザクションコードを作成するだけで、DBMSはこれらのプロパティが満たされることを保証します。

トランザクションを開始します。
 - あなたの操作コミット。

高度な使用

場合によっては、トランザクションまたはロールバック操作の分離レベルを手動で制御する必要がある場合があります。たとえば、高い並行性環境では、パフォーマンスを改善するために分離レベルを調整する必要がある場合があります。

取引されたトランザクション分離レベルを設定します。
トランザクションを開始します。
 - 存在する場合の操作（残高<0のアカウントから1を選択）
    ロールバック;
それ以外
    専念;
end if;

一般的なエラーとデバッグのヒント

一般的な間違いには、デッドロック、汚い読み、ファントムの読みが含まれます。 Deadlockとは、お互いがリソースをリリースするのを待っている2つ以上のトランザクションを指し、すべてのトランザクションの実行を継続できないことです。 Dirty Readsは、あるトランザクションが別のコミットされていないトランザクションからデータを読み取るときです。 Phantom Readingとは、特定の行を読んだ後に新しい行を挿入するトランザクションを指し、以前のトランザクションの一貫性のない読み取り結果をもたらします。

これらの問題をデバッグする方法は次のとおりです。

• データベースのロック監視ツールを使用して、デッドロックを検出します
• 汚れた幻想的な測定値を避けるために、トランザクションの分離レベルを調整します
• トランザクションログを使用して、トランザクションの実行を追跡します

パフォーマンスの最適化とベストプラクティス

実際のアプリケーションでは、酸性属性のパフォーマンスを最適化することが重要な問題です。ここにいくつかの最適化の提案があります：

• トランザクションの範囲を最小限に抑え、ロック保持時間を短縮するために必要な操作のみを含める
• 適切な分離レベルを使用して、過度の分離レベルによるパフォーマンスの劣化を避ける
• データベースキャッシュメカニズムを使用して、ディスクI/O操作を削減します

ベストプラクティスには次のものがあります。

• 簡単にメンテナンスしてデバッグするための明確で簡潔なトランザクションコードを書き込む
• データのセキュリティを確保するために、定期的にデータをバックアップします
• データベースのパフォーマンスを監視し、問題を迅速に発見して解決する

実際のプロジェクトでは、トランザクションの分離レベルが高いためにシステムのパフォーマンスが大幅に低下したケースにかつて遭遇しました。分離レベルを調整し、トランザクションコードを最適化することにより、システムの応答速度を正常に改善します。この経験は、酸性属性を理解して適用するには理論的知識が必要であるだけでなく、実際には継続的な調査と最適化が必要であることを示しています。

要するに、酸性属性はデータベースの設計とアプリケーションの中核です。これらの属性を理解して正しく適用すると、より信頼性の高い効率的なデータベースシステムを構築することができます。この記事がインスピレーションと助けを提供できることを願っています。

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