2024年12月15日 星期日

資料庫的 ACID 特性

 在資料庫系統中,為了確保資料的一致性與可靠性,我們引入了 ACID 特性。ACID 是由原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)和持久性(Durability)四個英文單字的首字母組成。讓我們一一來探討這些特性:

原子性 (Atomicity)

  • 定義: 一個事務中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不會結束在中間某個環節。
  • 比喻: 銀行轉帳,從一個帳戶扣款,同時將款項存入另一個帳戶,這兩個操作是一個原子性操作。如果其中一個失敗,那麼整個轉帳過程都會回滾,不會出現一個帳戶扣款成功,而另一個帳戶卻沒有收到款項的情況。
  • (圖示可以顯示一個銀行轉帳的過程,成功與失敗的狀態)

一致性 (Consistency)

  • 定義: 在事務開始之前和事務結束以後,資料庫的完整性沒有被破壞。
  • 比喻: 銀行帳戶的總金額應該保持一致。如果一個轉帳事務後,所有帳戶的總金額發生了變化,那麼就違反了一致性。
  • (圖示可以顯示一個銀行帳戶系統的狀態圖,顯示事務前後的狀態一致性)

隔離性 (Isolation)

  • 定義: 多個事務同時執行時,每個事務都應該感覺到自己是在單獨地使用資料庫。
  • 比喻: 多個用戶同時在一個線上購物網站下單,每個用戶的訂單處理都應該不受其他用戶的影響。
  • (圖示可以顯示多個用戶同時操作一個資料庫,但每個用戶的交易都被隔離)

持久性 (Durability)

  • 定義: 一旦事務提交,對資料庫的修改就是永久的,即使系統故障也不會丟失。
  • 比喻: 一次成功的銀行轉帳,即使系統發生故障,轉帳的結果也應該被永久保存。
  • (圖示可以顯示一個系統故障後,資料庫仍然保持事務提交前的狀態)

ACID 特性的重要性

ACID 特性是保證資料庫系統可靠性的基石。它們確保了:

  • 資料的一致性: 資料庫中的資料始終保持在一個一致的狀態。
  • 事務的可靠性: 一個事務要么完全成功,要么完全失敗,不會出現部分成功的情況。
  • 系統的穩定性: 即使系統發生故障,資料也不會丟失。

小結

ACID 特性是資料庫系統中非常重要的概念,它們保證了資料庫系統的可靠性和一致性。在實際開發中,我們需要根據不同的應用場景,選擇合適的資料庫系統和事務隔離級別,以滿足不同的需求。

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