データベース トランザクションは、最新のコンピューティング環境の重要なコンポーネントであり、データベース管理システム (DBMS) または同様のシステム内で実行される作業単位を表し、他のトランザクションから独立して一貫性のある信頼性の高い方法で処理されます。
データベーストランザクションの起源と初期の言及
データベースのコンテキストにおけるトランザクションの概念は、データベース管理システムの出現により 1960 年代に初めて導入されました。 IBM の System R は、SQL 言語を実装した最初のシステムの 1 つであり、1970 年代にアトミック トランザクションの概念を開発し、普及させたとよく考えられています。
今日私たちが知っているデータベース トランザクションは、コンピューター科学者のジム グレイとアンドレアス ロイターによる 1983 年の独創的な論文でさらに洗練され、信頼性の高いトランザクションを特徴づける ACID プロパティ (原子性、一貫性、分離性、耐久性) が示されました。
データベーストランザクションとは何ですか?
データベース トランザクションは、単一の論理的な作業単位として実行される 1 つ以上の一連の操作です。データベース内のデータを操作する際に、より信頼性と整合性を提供するために使用されます。トランザクションに含まれる操作は、データの読み取り (SQL の SELECT ステートメント) から、既存のデータの変更 (UPDATE または DELETE ステートメント)、または新しいデータの挿入 (INSERT ステートメント) まで多岐にわたります。
データベース環境におけるトランザクションには、主に次の 2 つの目的があります。
-
システム障害が発生した場合でも、実行が (完全または部分的に) 停止し、データベースに対する多くの操作が未完了でステータスが不明確なままになっている場合でも、障害からの適切なリカバリを可能にし、データベースの整合性を維持できる信頼性の高い作業単位を提供します。
-
データベースに同時にアクセスするプログラム間を分離するため。この分離が提供されていない場合、プログラムの結果が誤る可能性があります。
データベーストランザクションの内部構造と機能
すべてのデータベース トランザクションは、基本的な ACID 原則に従います。
-
原子性: アトミック性により、トランザクションは完全に成功するか完全に失敗する、分割不可能な単一の単位として扱われることが保証されます。トランザクションの一部が失敗すると、トランザクション全体が失敗し、データベースの状態は変更されません。
-
一貫性： 一貫性プロパティにより、トランザクションによってデータベースがある有効な状態から別の有効な状態に移行することが保証されます。データベースは特定の一連の制約を満たす必要があり、トランザクションは状態を変換する正しい方法です。
-
分離： 分離プロパティにより、トランザクションを同時に実行すると、データベースはトランザクションが順番に実行された場合と同じ状態になります。
-
耐久性: 耐久性により、トランザクションが一度コミットされると、システム障害が発生した場合でもコミットされたままになることが保証されます。
データベーストランザクションの主な機能
データベース トランザクションの主な機能は、特に ACID プロパティによって特徴付けられますが、そのアトミックな性質、データベース間で一貫性を維持する機能、分離された実行、永続的な結果が含まれます。
- アトミック性はエラー回復に役立ち、トランザクションが完了できない場合にその影響が適用されないことを確認することでデータベースの整合性を確保します。
- 一貫性により、データベースの整合性制約が保護され、破損が防止されます。
- 分離により、同時トランザクションが相互に干渉しないことが保証されます。
- 耐久性により、システム障害が発生した場合でも、成功したトランザクションの変更が確実に保持されます。
データベーストランザクションの種類
データベース トランザクションには、フラット (標準) トランザクションとネストされたトランザクションという 2 つの主なタイプがあります。
| 取引タイプ | 説明 |
|---|---|
| フラットトランザクション | これらは、すべての操作が一度に実行され、入れ子構造がない最も一般的なトランザクションです。 |
| ネストされたトランザクション | これらはより複雑で、他のトランザクション内に埋め込むことができます。これらにより、データベース操作の柔軟性と制御が向上し、部分的なコミットが可能になります。 |
データベース トランザクションの使用: 一般的な課題と解決策
データベース トランザクションに関する最も一般的な課題の 1 つは、同時実行制御に対処することです。同時トランザクションは、ダーティ読み取り、反復不能読み取り、ファントム読み取りなど、さまざまな競合や問題を引き起こす可能性があります。
これらの問題の解決策には、多くの場合、トランザクションが相互に干渉しないようにするための、特定のトランザクション分離レベルとロック メカニズムが含まれます。
もう 1 つの課題は、システム障害が発生した場合のトランザクションの耐久性を確保することです。これは通常、データベースに適用される前に変更をログに記録するジャーナリングと先行書き込みログによって処理されます。
データベーストランザクションと同様の概念
データベース トランザクションは、データベース操作やデータベース プロセスなどの同様の概念と比較できます。データベース操作は読み取りや書き込みのような単一のアクションですが、トランザクションには単一の作業単位として複数の操作が含まれます。
トランザクションを区別する主な特徴は、ACID プロパティへの準拠、そのアトミックな性質、およびデータベース内の一貫性と整合性を維持する役割です。
データベーストランザクションの将来の展望
データベース トランザクションの将来は、分散データベースとマイクロサービス アーキテクチャへの進行中の傾向の影響を受ける可能性があります。これらのパラダイムは、特に複数の分散システム間で ACID プロパティを維持する際に、新たな課題をもたらします。
これらの環境でトランザクションを処理するために、Saga パターンや最終整合性モデルなどの新しいアプローチが検討されています。さらに、分散トランザクションの原理を組み込んだブロックチェーン技術も、この分野の将来の発展に影響を与える可能性があります。
プロキシサーバーとデータベーストランザクション
OneProxy によって提供されるようなプロキシ サーバーは、データベース トランザクション、特に分散データベース環境において重要な役割を果たします。これらは、セキュリティと匿名性の追加層を提供し、不正なアクセスからデータベースを保護し、キャッシュを通じてパフォーマンスを向上させる可能性があります。
プロキシ サーバーは、高トラフィックのシナリオで負荷を分散するために使用することもでき、異なるデータベース システム間の通信を容易にすることで分散トランザクションの管理に役割を果たす場合があります。
関連リンク
データベース トランザクションの詳細については、次のリソースを参照してください。
OneProxy は、あらゆる環境でデータベース トランザクションを管理するために必要な、信頼性が高く安全なプロキシ サーバーを提供できることを忘れないでください。
