Giao dịch cơ sở dữ liệu là thành phần thiết yếu của môi trường điện toán hiện đại, đại diện cho một đơn vị công việc được thực hiện trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) hoặc hệ thống tương tự, được xử lý một cách mạch lạc và đáng tin cậy, độc lập với các giao dịch khác.
Nguồn gốc và những đề cập ban đầu về giao dịch cơ sở dữ liệu
Khái niệm giao dịch trong bối cảnh cơ sở dữ liệu lần đầu tiên được giới thiệu vào những năm 1960 với sự ra đời của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. System R của IBM, một trong những hệ thống đầu tiên triển khai ngôn ngữ SQL, thường được ghi nhận là đã phát triển và phổ biến khái niệm giao dịch nguyên tử vào những năm 1970.
Giao dịch cơ sở dữ liệu, như chúng ta biết ngày nay, đã được cải tiến thêm trong một bài báo chuyên đề năm 1983 của các nhà khoa học máy tính Jim Gray và Andreas Reuter, nơi họ đưa ra các thuộc tính ACID (Tính nguyên tử, Tính nhất quán, Sự cô lập, Độ bền) đặc trưng cho một giao dịch đáng tin cậy.
Giao dịch cơ sở dữ liệu là gì?
Giao dịch cơ sở dữ liệu là một chuỗi gồm một hoặc nhiều thao tác được thực hiện dưới dạng một đơn vị công việc logic duy nhất. Nó được sử dụng để cung cấp độ tin cậy và tính toàn vẹn cao hơn khi thao tác dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Các hoạt động có trong một giao dịch có thể bao gồm từ đọc dữ liệu (câu lệnh CHỌN trong SQL) đến sửa đổi dữ liệu hiện có (câu lệnh CẬP NHẬT hoặc XÓA) hoặc chèn dữ liệu mới (câu lệnh INSERT).
Các giao dịch trong môi trường cơ sở dữ liệu có hai mục đích chính:
-
Để cung cấp các đơn vị công việc đáng tin cậy cho phép khôi phục chính xác sau các lỗi và giữ cho cơ sở dữ liệu nhất quán ngay cả trong trường hợp lỗi hệ thống, khi quá trình thực thi dừng (hoàn toàn hoặc một phần) và nhiều thao tác trên cơ sở dữ liệu vẫn chưa hoàn thành, với trạng thái không rõ ràng.
-
Để cung cấp sự cách ly giữa các chương trình truy cập cơ sở dữ liệu đồng thời. Nếu sự cô lập này không được cung cấp thì kết quả của chương trình có thể bị sai.
Cấu trúc bên trong và chức năng của các giao dịch cơ sở dữ liệu
Mọi giao dịch cơ sở dữ liệu đều tuân theo các nguyên tắc ACID cơ bản:
-
Tính nguyên tử: Tính nguyên tử đảm bảo rằng một giao dịch được coi là một đơn vị duy nhất, không thể chia cắt, thành công hoàn toàn hoặc thất bại hoàn toàn. Nếu bất kỳ phần nào của giao dịch không thành công thì toàn bộ giao dịch sẽ không thành công và trạng thái cơ sở dữ liệu không thay đổi.
-
Tính nhất quán: Thuộc tính nhất quán đảm bảo rằng mọi giao dịch đều đưa cơ sở dữ liệu từ trạng thái hợp lệ này sang trạng thái hợp lệ khác. Cơ sở dữ liệu phải đáp ứng một tập hợp các ràng buộc cụ thể và các giao dịch là một cách chính xác để chuyển đổi trạng thái.
-
Sự cách ly: Thuộc tính cách ly đảm bảo rằng việc thực hiện đồng thời các giao dịch sẽ khiến cơ sở dữ liệu ở cùng trạng thái như khi các giao dịch được thực hiện tuần tự.
-
Độ bền: Độ bền đảm bảo rằng một khi giao dịch đã được thực hiện, nó sẽ vẫn được thực hiện ngay cả trong trường hợp hệ thống bị lỗi.
Các tính năng chính của giao dịch cơ sở dữ liệu
Các tính năng chính của giao dịch cơ sở dữ liệu, đặc trưng nhất là thuộc tính ACID, bao gồm tính chất nguyên tử của chúng, khả năng duy trì tính nhất quán trên các cơ sở dữ liệu, thực thi riêng biệt và kết quả lâu dài.
- Tính nguyên tử giúp khắc phục lỗi và đảm bảo tính toàn vẹn của cơ sở dữ liệu bằng cách đảm bảo rằng nếu một giao dịch không thể hoàn thành thì không có tác động nào của nó được áp dụng.
- Tính nhất quán bảo vệ các ràng buộc toàn vẹn của cơ sở dữ liệu và ngăn ngừa tham nhũng.
- Sự cô lập đảm bảo rằng các giao dịch đồng thời không can thiệp lẫn nhau.
- Độ bền đảm bảo rằng những thay đổi của giao dịch thành công vẫn tồn tại ngay cả khi có lỗi hệ thống.
Các loại giao dịch cơ sở dữ liệu
Có hai loại giao dịch cơ sở dữ liệu chính: giao dịch phẳng (hoặc tiêu chuẩn) và giao dịch lồng nhau.
| Loại giao dịch | Sự miêu tả |
|---|---|
| Giao dịch cố định | Đây là những giao dịch phổ biến nhất trong đó tất cả các hoạt động được thực hiện cùng một lúc và không có cấu trúc lồng nhau. |
| Giao dịch lồng nhau | Chúng phức tạp hơn và có thể được nhúng trong các giao dịch khác. Chúng cung cấp tính linh hoạt và khả năng kiểm soát cao hơn đối với các hoạt động của cơ sở dữ liệu và cho phép xác nhận một phần. |
Sử dụng giao dịch cơ sở dữ liệu: Những thách thức và giải pháp chung
Một trong những thách thức phổ biến nhất với các giao dịch cơ sở dữ liệu là xử lý việc kiểm soát đồng thời. Các giao dịch đồng thời có thể dẫn đến nhiều xung đột và vấn đề khác nhau, chẳng hạn như đọc sai, đọc không lặp lại và đọc ảo.
Giải pháp cho những vấn đề này thường liên quan đến các mức cách ly giao dịch cụ thể và cơ chế khóa để đảm bảo các giao dịch không can thiệp lẫn nhau.
Một thách thức khác là đảm bảo tính bền vững của giao dịch trong trường hợp hệ thống bị lỗi. Điều này thường được xử lý bằng cách ghi nhật ký và ghi nhật ký ghi trước, ghi lại các thay đổi vào nhật ký trước khi chúng được áp dụng vào cơ sở dữ liệu.
Giao dịch cơ sở dữ liệu so với các khái niệm tương tự
Các giao dịch cơ sở dữ liệu có thể được so sánh với các khái niệm tương tự như hoạt động cơ sở dữ liệu và quy trình cơ sở dữ liệu. Trong khi một thao tác cơ sở dữ liệu là một hành động đơn lẻ như đọc hoặc ghi, thì một giao dịch lại bao gồm nhiều thao tác dưới dạng một đơn vị công việc.
Các đặc điểm chính giúp phân biệt các giao dịch là sự tuân thủ các thuộc tính ACID, tính chất nguyên tử và vai trò của chúng trong việc duy trì tính nhất quán và tính toàn vẹn trong cơ sở dữ liệu.
Quan điểm tương lai về giao dịch cơ sở dữ liệu
Tương lai của các giao dịch cơ sở dữ liệu có thể bị ảnh hưởng bởi xu hướng đang diễn ra đối với cơ sở dữ liệu phân tán và kiến trúc dịch vụ vi mô. Những mô hình này mang đến những thách thức mới, đặc biệt là trong việc duy trì các thuộc tính ACID trên nhiều hệ thống phân tán.
Các phương pháp tiếp cận mới như mẫu Saga hoặc mô hình nhất quán cuối cùng đang được khám phá để xử lý các giao dịch trong các môi trường này. Ngoài ra, công nghệ blockchain, kết hợp các nguyên tắc giao dịch phân tán, cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển trong tương lai của lĩnh vực này.
Máy chủ proxy và giao dịch cơ sở dữ liệu
Các máy chủ proxy, giống như các máy chủ do OneProxy cung cấp, có thể đóng một vai trò quan trọng trong các giao dịch cơ sở dữ liệu, đặc biệt là trong môi trường cơ sở dữ liệu phân tán. Chúng có thể cung cấp thêm một lớp bảo mật và ẩn danh, bảo vệ cơ sở dữ liệu khỏi bị truy cập trái phép và có khả năng cải thiện hiệu suất thông qua bộ nhớ đệm.
Máy chủ proxy cũng có thể được sử dụng để phân phối tải trong các tình huống có lưu lượng truy cập cao và có thể đóng vai trò quản lý các giao dịch phân tán bằng cách tạo điều kiện liên lạc giữa các hệ thống cơ sở dữ liệu khác nhau.
Liên kết liên quan
Để biết thêm thông tin về các giao dịch cơ sở dữ liệu, hãy xem xét các tài nguyên sau:
- Hệ thống cơ sở dữ liệu: Cuốn sách hoàn chỉnh
- Thuộc tính ACID trong DBMS
- Giao dịch trong hệ thống cơ sở dữ liệu
- Giao dịch phân tán trong microservice
Hãy nhớ rằng OneProxy có thể cung cấp các máy chủ proxy an toàn, đáng tin cậy mà bạn cần để quản lý các giao dịch cơ sở dữ liệu trong mọi môi trường.
