ACID steht für Atomicity (Atomarität), Consistency (Konsistenz), Isolation (Isolierung) und Durability (Dauerhaftigkeit), also für eine Reihe von Eigenschaften, die eine zuverlässige Verarbeitung von Datenbanktransaktionen garantieren. Andreas Reuter und Theo Härder verwendeten 1983 erstmals den Begriff ‘ACID’, um die Elemente zu charakterisieren, aus denen eine Datenbanktransaktion besteht. Diese vier Eigenschaften spielen eine große Rolle bei der Entwicklung und Verwaltung von Datenbanken, da ihre Umsetzung die Integrität der Daten auch bei Systemfehlern oder Katastrophen gewährleistet.
Die ACID-Eigenschaften fungieren als Framework, das sicherstellt, dass jede Transaktion vollständig abgeschlossen wird oder keine Auswirkungen hat (Atomarität), sich an vordefinierte Regeln hält (Konsistenz), unabhängig funktioniert (Isolation) und nach der Durchführung dauerhaft bleibt (Dauerhaftigkeit). Zusammen gewährleisten diese Eigenschaften den sicheren und genauen Umgang mit Daten.
Wofür steht ACID?
1. Atomarität
Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass jede Transaktion als eine einzige, unteilbare Einheit behandelt wird. Wenn ein Teil der Transaktion fehlschlägt, wird der gesamte Vorgang zurückgesetzt und die Datenbank bleibt unverändert.
Wenn zum Beispiel eine E-Commerce-Transaktion, die eine Inventaraktualisierung und eine Zahlung beinhaltet, beim Zahlungsschritt fehlschlägt, wird durch die Atomizität sichergestellt, dass auch keine Inventaranpassungen vorgenommen werden.
2. Konsistenz
Diese Eigenschaft garantiert, dass eine Transaktion die Datenbank von einem gültigen Zustand in einen anderen bringt, wobei die definierten Regeln und Beschränkungen eingehalten werden. Jede Transaktion, die gegen diese Regeln verstößt, wird abgelehnt.
Ein Bankensystem verhindert beispielsweise unerlaubte Überziehungen, indem es Konsistenzregeln durchsetzt.
3. Isolation
Die Isolationseigenschaft garantiert, dass Transaktionen so ausgeführt werden, als ob sie einzeln stattfänden, auch wenn mehrere Transaktionen gleichzeitig verarbeitet werden. Dadurch werden Störungen zwischen den Transaktionen vermieden.
Wenn beispielsweise zwei Personen gleichzeitig den letzten Artikel in einem Bestand kaufen, können nicht beide erfolgreich sein. Die Isolation würde sicherstellen, dass nur eine Transaktion zuerst abgeschlossen wird.
4. Dauerhaftigkeit:
Sobald eine Transaktion abgeschlossen ist, sind ihre Auswirkungen dauerhaft, selbst wenn das System unmittelbar danach abstürzt. Ein robustes System gewährleistet, dass abgeschlossene Transaktionen dauerhaft gespeichert werden.
Ein Beispiel wäre die Aufgabe einer Bestellung in einer E-Commerce-App. Die Daten bleiben sicher, und die Bestellung kann auch dann abgerufen werden, wenn das System unmittelbar nach Abschluss der Transaktion ausfällt.
Warum sind ACID-Transaktionen wichtig?
Die ACID-Eigenschaften werden am häufigsten für transaktionale Datenbanken verwendet, die Updates in Echtzeit vornehmen und wichtige Informationen verwalten. Ohne ACID-Compliance sinkt die Zuverlässigkeit dieser Systeme, was später zu Problemen führen kann.
Für Unternehmen, die Datenbanken zur Unterstützung von Gesundheitssystemen unterhalten, müssen Patientendaten und medizinische Aufzeichnungen äußerst genau und konsistent sein, um die Branchenvorschriften wie HIPAA einzuhalten. Selbst eine kleine Unstimmigkeit könnte zu einer Fehldiagnose oder einer Datenschutzverletzung führen.
Fazit
Dank der ACID-Eigenschaften können Datenbanken komplexe Transaktionen zuverlässig abwickeln, selbst unter schwierigen Bedingungen wie Systemabstürzen oder gleichzeitigen Operationen. Das macht sie ideal für Unternehmen, die mit großen Datenbanken arbeiten. Für IT-Expert:innen wird es durch das Verständnis der ACID-Eigenschaften einfacher, wichtige Geschäftsdaten zu schützen.
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