了解 ACID 屬性：可靠資料庫的支柱

什麼是資料庫中的 ACID 屬性？

ACID 屬性 是一組確保資料庫中事務處理可靠且一致的規則。它們定義了資料庫系統在處理事務時的行為，即使在系統崩潰、斷電或多用戶並發存取的情況下也能確保資料的完整性和正確性。

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酸性屬性概述

1. 原子性： 確保每筆交易都被視為一個不可分割的單元。如果交易的任何部分失敗，則整個交易將回滾，並且不會將任何變更套用至資料庫。 範例： 在銀行轉帳中，如果因錯誤而從一個帳戶中扣除資金但未將資金添加到另一個帳戶中，則整個操作將被撤銷。

   BEGIN TRANSACTION;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance - 100 WHERE AccountID = 1;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance + 100 WHERE AccountID = 2;
   ROLLBACK; -- If any update fails, revert all changes.

1. 一致性： 確保事務將資料庫從一種有效狀態轉換為另一種有效狀態，同時維護所有定義的規則，例如約束、觸發器和關係。 範例： 如果交易違反外鍵約束，資料庫將阻止該操作。

   INSERT INTO Orders (OrderID, CustomerID) VALUES (101, 9999);
   -- Fails if CustomerID 9999 does not exist.

1. 隔離： 確保交易獨立執行，互不干擾。一個事務的中間狀態對於其他事務是不可見的。此屬性可防止髒讀、不可重複讀取和幻讀等問題。 範例： 當一個事務更新記錄時，另一個事務無法讀取未提交的變更。

   SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

1. 耐用性： 保證事務一旦提交，其更改就是永久性的，並且不會出現系統故障。資料庫通常透過將提交的資料寫入持久性儲存體來確保安全儲存提交的資料。 範例： COMMIT 後，即使系統崩潰，資料也會被保存。

   COMMIT; -- Data is now permanently saved.

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ACID 實踐

原子性範例：

BEGIN TRANSACTION;
    DELETE FROM Inventory WHERE ProductID = 10;
    INSERT INTO Archive (ProductID, ProductName) VALUES (10, 'ProductX');
IF @@ERROR > 0
    ROLLBACK;
ELSE
    COMMIT;

• 如果從庫存中刪除失敗，則插入存檔也將被撤消。

一致性範例：

INSERT INTO Orders (OrderID, CustomerID, OrderDate)
VALUES (101, 5, '2024-12-18');
-- Ensures foreign key and date constraints are respected.

隔離等級：

SQL 中常見的隔離等級有：

• 未提交的讀取：允許髒讀。
• 已提交讀取：防止髒讀。
• 可重複讀取：確保在一個事務中讀取多次相同的資料。
• 可序列化：最嚴格級別，確保完全隔離。

耐久性範例：

   BEGIN TRANSACTION;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance - 100 WHERE AccountID = 1;
   UPDATE Accounts SET Balance = Balance + 100 WHERE AccountID = 2;
   ROLLBACK; -- If any update fails, revert all changes.

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為什麼酸很重要

• 資料完整性：確保資料庫保持準確可靠。
• 同時控制：防止同時事務之間發生衝突。
• 錯誤復原：防止資料因意外故障而損壞。
• 可靠性：建立對需要高資料一致性的系統的信任，例如銀行和電子商務平台。

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ACID 的挑戰

• 由於嚴格遵守規則，可能會導致效能開銷。
• 交易跨越多個資料庫的分散式系統的複雜性增加。

像 MySQL、PostgreSQL 和 Oracle 這樣的資料庫實作了 ACID 屬性來確保資料的可靠性和正確性，這使得它們對於健全的應用程式開發至關重要。

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