Что такое ACID в контексте баз данных?

ACID — акроним, определяющий свойства транзакций в реляционных базах данных, гарантирующие их надежность и целостность данных даже при сбоях.

• Atomicity (Атомарность): Транзакция либо выполняется полностью, либо не выполняется вовсе. Нет промежуточных состояний. Если часть операций не удалась, все изменения откатываются.

  // Пример атомарности: перевод денег между счетами
  // Если любое из обновлений не удается, вся транзакция откатывается
  BEGIN TRANSACTION; // Начало транзакции
  UPDATE Accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 1;
  UPDATE Accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 2;
  // Если оба обновления успешны
  COMMIT; // Фиксация транзакции
  // Если любое из обновлений проваливается
  ROLLBACK; // Откат транзакции
  

• Consistency (Согласованность): Транзакция переводит базу данных из одного согласованного состояния в другое. Она не нарушает бизнес-правила и ограничения целостности (например, уникальные ключи, внешние ключи).

  // Пример согласованности: проверка баланса перед списанием
  // Транзакция не позволит балансу стать отрицательным, если есть такое ограничение
  BEGIN TRANSACTION;
  SELECT balance FROM Accounts WHERE account_id = 1; // Проверяем баланс
  // Если balance < 100, транзакция не выполняется или откатывается
  UPDATE Accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 1;
  COMMIT;
  

• Isolation (Изолированность): Параллельно выполняющиеся транзакции не влияют друг на друга. Каждая транзакция "видит" базу данных в том состоянии, в котором она была до начала выполнения других незавершенных транзакций.

  // Пример изолированности: две транзакции читают и обновляют одну и ту же запись
  // Без изоляции возникают проблемы (грязное чтение, неповторяющееся чтение, фантомы)
  // Уровни изоляции (Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable)
  SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE; // Самый строгий уровень
  SELECT balance FROM Accounts WHERE account_id = 1;
  UPDATE Accounts SET balance = balance - 50 WHERE account_id = 1;
  COMMIT;
  

  Уровни изоляции и их проблемы:

  Уровень изоляции	Грязное чтение	Неповторяющееся чтение	Фантомы
  Read Uncommitted	Да	Да	Да
  Read Committed	Нет	Да	Да
  Repeatable Read	Нет	Нет	Да
  Serializable	Нет	Нет	Нет

• Durability (Надежность): После успешного завершения (фиксации) транзакции, ее изменения сохраняются и не будут потеряны даже в случае сбоя системы (например, отключения питания).

  // Пример надежности: после COMMIT данные записаны на диск или в журнал транзакций
  BEGIN TRANSACTION;
  INSERT INTO Orders (product_id, quantity) VALUES (101, 5);
  COMMIT; // После этого данные сохраняются персистентно
  

ACID-свойства критически важны для систем, где требуется высокая целостность данных, таких как банковские и финансовые системы.