关系型数据库遵循ACID规则,这是为了保证事务的可靠性和一致性

数据库的ACID特性保证了事务的原子性、一致性、隔离性和持久性,确保了数据的可靠性和一致性。分布式系统则通过提供高可用性、可扩展性和资源共享等优势,增强了系统的性能和可靠性。在分布式环境中,事务处理和数据一致性更为复杂,需要考虑并发控制、网络通信和故障恢复等因素。

关系型数据库遵循ACID规则,这是为了保证事务的可靠性和一致性。ACID是原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)的缩写。

  1. 原子性(Atomicity):事务被视为不可分割的最小单元,事务的所有操作要么全部完成,要么全部不完成,不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误,会被回滚(Rollback)到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。
  2. 一致性(Consistency):在事务开始之前和事务结束以后,数据库的完整性没有被破坏。这表示写入的资料必须完全符合所有的预设规则,资料和先前的资料相比并没有偏差。
  3. 隔离性(Isolation):数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力,隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致。事务隔离分为不同的级别,包括读未提交、读已提交、可重复读和串行化。
  4. 持久性(Durability):意味着一旦事务被提交,它对数据库中数据的改变是永久性的。接下来的操作或故障不应对其有任何影响。
    关系型数据库通过ACID规则保证了数据的完整性和可靠性,是现代计算机系统的重要组成部分。为了实现ACID规则,关系型数据库管理系统(RDBMS)采用了多种技术和机制。以下是一些关键的实现方式:
  5. 日志记录:在事务处理过程中,RDBMS会记录所有的更改。如果事务未能成功完成并需要回滚,RDBMS可以使用这些日志来回滚到事务开始前的状态。此外,日志也可以在系统崩溃后用于恢复数据。
  6. 锁机制:为了实现隔离性,RDBMS使用锁机制来控制多个事务同时访问同一数据资源时的行为。例如,读锁和写锁可以确保一个事务不会读取或修改正在被另一个事务修改的数据。
  7. 事务管理:RDBMS提供了一组事务管理功能,如开始事务、提交事务和回滚事务。这些功能确保了原子性和一致性。
  8. 恢复机制:当系统发生故障时,RDBMS的恢复机制可以使用日志来重新构建数据库,使其回到一致的状态。
  9. 触发器和存储过程:这些数据库对象可以用来自动化和验证事务的逻辑,确保数据的一致性和完整性。
    总的来说,关系型数据库通过一系列的机制和技术实现了ACID规则,从而为应用程序提供了可靠和一致的数据存储服务。为了实现ACID规则,除了上述的机制外,关系型数据库还需要注意以下几个方面:
  10. 硬件与存储:为了保证持久性,数据库的存储系统需要具备高可用性和持久性。例如,使用RAID技术可以提高数据的冗余性和读取性能,而SSD硬盘可以提供更快的I/O速度。
  11. 网络与通信:在分布式系统中,网络通信的稳定性至关重要。事务的执行可能涉及到多个节点,因此需要确保网络通信的可靠性和高效性。
  12. 并发控制:在多用户并发访问的场景下,数据库需要采用适当的并发控制策略,如排他锁、共享锁等,以避免数据冲突和脏读等问题。
  13. 事务隔离级别:根据不同的业务需求,可以选择不同的事务隔离级别。例如,读未提交可以提供更好的并发性能,但可能会引入幻读问题;而串行化则可以完全避免幻读问题,但会牺牲并发性能。
  14. SQL标准与优化:为了提高查询性能和数据一致性,数据库需要遵循SQL标准并对其进行优化。例如,通过索引、查询优化器、分区等技术来提高查询性能。
  15. 监控与维护:数据库管理员需要对数据库进行实时监控和定期维护,如性能调优、数据备份、日志清理等,以确保数据库的稳定性和可靠性。
    综上所述,关系型数据库实现ACID规则是一个复杂的过程,需要综合考虑硬件、软件、网络、并发控制、隔离级别等多个方面。只有通过合理的架构设计和严格的监控维护,才能确保关系型数据库在各种场景下提供高效、可靠和一致的数据服务。
    事务在英文中是transaction,和现实世界中的交易很类似,它有如下四个特性:
    1、A (Atomicity) 原子性
    原子性很容易理解,也就是说事务里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事务成功的条件是事务里的所有操作都成功,只要有一个操作失败,整个事务就失败,需要回滚。
    比如银行转账,从A账户转100元至B账户,分为两个步骤:1)从A账户取100元;2)存入100元至B账户。这两步要么一起完成,要么一起不完成,如果只完成第一步,第二步失败,钱会莫名其妙少了100元。
    2、C (Consistency) 一致性
    一致性也比较容易理解,也就是说数据库要一直处于一致的状态,事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。
    例如现有完整性约束a+b=10,如果一个事务改变了a,那么必须得改变b,使得事务结束后依然满足a+b=10,否则事务失败。
    3、I (Isolation) 独立性
    所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响,如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改,只要另外一个事务未提交,它所访问的数据就不受未提交事务的影响。
    比如现在有个交易是从A账户转100元至B账户,在这个交易还未完成的情况下,如果此时B查询自己的账户,是看不到新增加的100元的。
    4、D (Durability) 持久性
    持久性是指一旦事务提交后,它所做的修改将会永久的保存在数据库上,即使出现宕机也不会丢失。
    分布式系统
    分布式系统(distributed system)由多台计算机和通信的软件组件通过计算机网络连接(本地网络或广域网)组成。
    分布式系统是建立在网络之上的软件系统。正是因为软件的特性,所以分布式系统具有高度的内聚性和透明性。
    因此,网络和分布式系统之间的区别更多的在于高层软件(特别是操作系统),而不是硬件。
    分布式系统可以应用在不同的平台上如:Pc、工作站、局域网和广域网上等。

分布式计算的优点
可靠性(容错) :
分布式计算系统中的一个重要的优点是可靠性。一台服务器的系统崩溃并不影响到其余的服务器。
可扩展性:
在分布式计算系统可以根据需要增加更多的机器。
资源共享:
共享数据是必不可少的应用,如银行,预订系统。
灵活性:
由于该系统是非常灵活的,它很容易安装,实施和调试新的服务。
更快的速度:
分布式计算系统可以有多台计算机的计算能力,使得它比其他系统有更快的处理速度。
开放系统:
由于它是开放的系统,本地或者远程都可以访问到该服务。
更高的性能:
相较于集中式计算机网络集群可以提供更高的性能(及更好的性价比)
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