Una transacción de base de datos simboliza una unidad de trabajo , realizada dentro de un sistema de gestión de bases de datos (o sistema similar) contra una base de datos , que se trata de manera coherente y confiable independientemente de otras transacciones. Una transacción generalmente representa cualquier cambio en una base de datos. Las transacciones en un entorno de base de datos tienen dos propósitos principales:
En un sistema de gestión de bases de datos, una transacción es una unidad única de lógica o trabajo, a veces compuesta por múltiples operaciones. Cualquier cálculo lógico realizado de manera consistente en una base de datos se conoce como transacción. Un ejemplo es una transferencia de una cuenta bancaria a otra: la transacción completa requiere restar el monto a transferir de una cuenta y sumar ese mismo monto a la otra.
Una transacción de base de datos, por definición, debe ser atómica (debe ser completa en su totalidad o no tener efecto alguno), consistente (debe cumplir con las restricciones existentes en la base de datos), aislada (no debe afectar a otras transacciones) y duradera (debe escribirse en un almacenamiento persistente). [1] Los profesionales de bases de datos a menudo se refieren a estas propiedades de las transacciones de bases de datos utilizando el acrónimo ACID .
Las bases de datos y otros almacenamientos de datos que consideran la integridad de los datos como algo primordial suelen incluir la capacidad de gestionar transacciones para mantener la integridad de los datos. Una sola transacción consta de una o más unidades de trabajo independientes, cada una de las cuales lee o escribe información en una base de datos u otro almacenamiento de datos. Cuando esto sucede, suele ser importante garantizar que todo ese procesamiento deje la base de datos o el almacenamiento de datos en un estado coherente.
Los ejemplos de sistemas de contabilidad de partida doble suelen ilustrar el concepto de transacciones. En la contabilidad de partida doble, cada débito requiere el registro de un crédito asociado. Si se emite un cheque por $100 para comprar comestibles, un sistema de contabilidad de partida doble transaccional debe registrar las dos entradas siguientes para cubrir la transacción única:
Un sistema transaccional haría que ambas entradas fueran válidas o ambas serían rechazadas. Al tratar el registro de múltiples entradas como una unidad de trabajo transaccional atómica, el sistema mantiene la integridad de los datos registrados. En otras palabras, nadie termina en una situación en la que se registra un débito pero no se registra un crédito asociado, o viceversa.
Una base de datos transaccional es un DBMS que proporciona las propiedades ACID para un conjunto de operaciones de base de datos entre corchetes (inicio-confirmación). Las transacciones garantizan que la base de datos esté siempre en un estado consistente, incluso en caso de actualizaciones y fallos simultáneos. [2] Todas las operaciones de escritura dentro de una transacción tienen un efecto de todo o nada, es decir, o bien la transacción tiene éxito y todas las escrituras tienen efecto, o bien, la base de datos se lleva a un estado que no incluye ninguna de las escrituras de la transacción. Las transacciones también garantizan que el efecto de las transacciones concurrentes satisface ciertas garantías, conocidas como nivel de aislamiento . El nivel de aislamiento más alto es la serialización , que garantiza que el efecto de las transacciones concurrentes sea equivalente a su ejecución en serie (es decir, secuencial).
La mayoría de los sistemas de gestión de bases de datos relacionales modernos admiten transacciones. Las bases de datos NoSQL priorizan la escalabilidad y el soporte de transacciones para garantizar la coherencia de los datos en caso de actualizaciones y accesos simultáneos.[update]
En un sistema de base de datos, una transacción puede consistir en una o más consultas y sentencias de manipulación de datos, cada una de las cuales lee o escribe información en la base de datos. Los usuarios de sistemas de bases de datos consideran que la coherencia y la integridad de los datos son muy importantes. Una transacción simple se suele emitir al sistema de base de datos en un lenguaje como SQL envuelto en una transacción, utilizando un patrón similar al siguiente:
Una operación de confirmación de transacción conserva todos los resultados de las manipulaciones de datos dentro del ámbito de la transacción en la base de datos. Una operación de reversión de transacción no conserva los resultados parciales de las manipulaciones de datos dentro del ámbito de la transacción en la base de datos. En ningún caso se puede confirmar una transacción parcial en la base de datos, ya que eso dejaría la base de datos en un estado inconsistente.
Internamente, las bases de datos multiusuario almacenan y procesan transacciones, a menudo utilizando un ID de transacción o XID.
Existen múltiples formas de implementar transacciones además de la forma simple documentada anteriormente. Las transacciones anidadas , por ejemplo, son transacciones que contienen instrucciones dentro de ellas que inician nuevas transacciones (es decir, subtransacciones). Las transacciones multinivel son una variante de las transacciones anidadas donde las subtransacciones tienen lugar en diferentes niveles de una arquitectura de sistema en capas (por ejemplo, con una operación en el nivel del motor de base de datos, una operación en el nivel del sistema operativo). [3] Otro tipo de transacción es la transacción de compensación .
Las transacciones están disponibles en la mayoría de las implementaciones de bases de datos SQL, aunque con distintos niveles de solidez. Por ejemplo, MySQL comenzó a admitir transacciones desde la versión 3.23, pero el motor de almacenamiento InnoDB no era el predeterminado antes de la versión 5.5. El motor de almacenamiento disponible anteriormente, MyISAM , no admite transacciones.
Una transacción se inicia normalmente mediante el comando BEGIN(aunque el estándar SQL especifica START TRANSACTION). Cuando el sistema procesa una COMMITinstrucción, la transacción finaliza con una finalización exitosa. Una ROLLBACKinstrucción también puede finalizar la transacción, deshaciendo cualquier trabajo realizado desde entonces BEGIN. Si la confirmación automática se deshabilitó con el inicio de una transacción, la confirmación automática también se volverá a habilitar con el final de la transacción.
Se puede establecer el nivel de aislamiento para operaciones transaccionales individuales y también de manera global. En el nivel más alto ( READ COMMITTED), el resultado de cualquier operación realizada después de que se haya iniciado una transacción permanecerá invisible para otros usuarios de la base de datos hasta que la transacción haya finalizado. En el nivel más bajo ( READ UNCOMMITTED), que puede usarse ocasionalmente para garantizar una alta concurrencia, dichos cambios serán visibles de inmediato.
Las bases de datos relacionales se componen tradicionalmente de tablas con campos y registros de tamaño fijo. Las bases de datos de objetos comprenden blobs de tamaño variable , posiblemente serializables o que incorporan un tipo MIME . Las similitudes fundamentales entre las bases de datos relacionales y de objetos son el inicio y la confirmación o reversión .
Después de iniciar una transacción, los registros u objetos de la base de datos se bloquean, ya sea en modo de solo lectura o de lectura y escritura. A continuación, pueden producirse operaciones de lectura y escritura. Una vez que la transacción está completamente definida, los cambios se confirman o revierten de forma atómica , de modo que al final de la transacción no haya ninguna inconsistencia .
Los sistemas de bases de datos implementan transacciones distribuidas [4] como transacciones que acceden a datos en múltiples nodos. Una transacción distribuida aplica las propiedades ACID en múltiples nodos y puede incluir sistemas como bases de datos, administradores de almacenamiento, sistemas de archivos, sistemas de mensajería y otros administradores de datos. En una transacción distribuida, normalmente hay una entidad que coordina todo el proceso para garantizar que todas las partes de la transacción se apliquen a todos los sistemas relevantes. Además, la integración de Storage as a Service (StaaS) dentro de estos entornos es crucial, ya que ofrece un conjunto prácticamente infinito de recursos de almacenamiento, que se adapta a una variedad de clases de almacenamiento de datos basados en la nube con disponibilidad, escalabilidad y propiedades ACID variables. Esta integración es esencial para lograr una mayor disponibilidad, un menor tiempo de respuesta y una rentabilidad en aplicaciones con uso intensivo de datos implementadas en almacenes de datos basados en la nube. [5]
El sistema de archivos Namesys Reiser4 para Linux [6] admite transacciones y, a partir de Microsoft Windows Vista , el sistema de archivos Microsoft NTFS [7] admite transacciones distribuidas entre redes. Se están realizando investigaciones sobre sistemas de archivos con mayor coherencia de datos, como el sistema de archivos transaccional Warp (WTF). [8]