什么是數據庫ACID?

一個事務本質上有四個特點ACID：

1. 原子性

2. 一致性

3. 隔離性

4. 耐久性

1)原子性(Atomic)：

事務中各項操作，要么全做要么全不做，任何一項操作的失敗都會導致整個事務的失敗，就像原子一樣不可分割；

 

2)一致性(Consistent)：

事務結束后系統狀態是一致的；一個事務可以封裝狀態改變（除非它是一個只讀的）。

事務必須始終保持系統處於一致的狀態，不管在任何給定的時間並發事務有多少。

舉個例子：如果事務是並發多個，系統也必須如同串行事務一樣操作。其主要特征是保護性和不變性(Preserving an Invariant)，以轉賬案例為例，假設有五個賬戶，每個賬戶余額是100元，那么五個賬戶總額是500元，如果在這個5個賬戶之間同時發生多個轉賬，無論並發多少個，比如在A與B賬戶之間轉賬5元，在C與D賬戶之間轉賬10元，在B與E之間轉賬15元，五個賬戶總額也應該還是500元，這就是保護性和不變性。

 

3)隔離性(Isolated)：

並發執行的事務彼此無法看到對方的中間狀態；

隔離狀態執行事務，使它們好像是系統在給定時間內執行的唯一操作。如果有兩個事務，運行在相同的時間內，執行相同的功能，事務的隔離性將確保每一事務在系統中認為只有該事務在使用系統。這種屬性有時稱為串行化，為了防止事務操作間的混淆，必須串行化或序列化請求，使得在同一時間僅有一個請求用於同一數據。

 

4)持久性(Durable)：

事務完成后所做的改動都會被持久化，即使發生災難性的失敗。通過日志和同步備份可以在故障發生后重建數據。

在事務完成以后，該事務對數據庫所作的更改便持久的保存在數據庫之中，並不會被回滾。

由於一項操作通常會包含許多子操作，而這些子操作可能會因為硬件的損壞或其他因素產生問題，要正確實現ACID並不容易。ACID建議數據庫將所有需要更新以及修改的資料一次操作完畢，但實際上並不可行。

目前主要有兩種方式實現ACID：第一種是Write ahead logging，也就是日志式的方式(現代數據庫均基於這種方式)。第二種是Shadow paging。

相對於WAL（write ahead logging）技術，shadow paging技術實現起來比較簡單，消除了寫日志記錄的開銷恢復的速度也快(不需要redo和undo)。

shadow paging的缺點就是事務提交時要輸出多個塊，這使得提交的開銷很大，而且以塊為單位，很難應用到允許多個事務並發執行的情況——這是它致命的缺點。

WAL 的中心思想是對數據文件 的修改（它們是表和索引的載體）必須是只能發生在這些修改已經 記錄了日志之后 -- 也就是說，在日志記錄沖刷到永久存儲器之后．

如果我們遵循這個過程，那么我們就不需要在每次事務提交的時候 都把數據頁沖刷到磁盤，因為我們知道在出現崩潰的情況下， 我們可以用日志來恢復數據庫：

任何尚未附加到數據頁的記錄 都將先從日志記錄中重做（這叫向前滾動恢復，也叫做 REDO） 然后那些未提交的事務做的修改將被從數據頁中刪除 （這叫向后滾動恢復 - UNDO）。