今天來聊聊大家都耳熟能詳的 ACID 。

What is ACID

ACID is an acronym that refers to the set of 4 key properties that define a transaction: Atomicity, Consistency, Isolation, and Durability.

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ACID 是定義一個 transaction 的四種特性，分別是 Atomicity原子性、Consistency 一致性、Isolation 隔離性 & Durability 持久性。
如果有資料庫的操作具備這些特性，我們也可以叫他 ACID transaction。

What is transaction

雖然大家應該都很熟，但還是順便幫大家複習一下。
在資料庫中，一個 transcation 是一系列資料庫操作的集合，他可能是一個操作、新增和刪除，也有可能是許多操作，只要有一個操作出問題，所以的資料就會被回復到 transaction 前的樣子。他只有完成與未完成的狀態，不會有執行到一半中段還儲存的情況發生。

• 完成: commit 提交
• 失敗: roll back 回滾

舉一個最常見的例子，銀行轉帳，

• A 帳戶:1000元 / B 帳戶: 500 元
• A 轉帳 100 元給 B
• A 的帳戶 1000 - 100 = 900 元
• 這時候轉帳系統壞了
• 如果沒有 transaction 會發生什麼事?
  • A 帳戶剩 900元 B 帳戶剩 500 元， 100 元憑空消失了!
• 透過 transaction ROLLBACK
  • A 帳戶恢復成 1000 元，B 帳戶一樣是 500 元，重新再來一次!
    Why need transcation ?
• 如剛剛的例子般，系統出問題是無法完全避免的，透過 transcation 我們可以讓這個結果是一致且可信賴。若系統發生問題，只要把所有 transaction 回復到出問題之前即可。
• 如果同時有多組操作修改同一個帳戶的錢，transaction 可以透過隔離，讓帳戶的錢不會有錯誤。

transaction state

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transaction 的生命週期，有六個階段

1. Active State – 當 transaction 開始執行 SQL 指令後，就是 Activate State。 假如全部的讀取和寫入的操作都沒有錯誤，就會進入 partially committed state。 如果有任何的 SQL 指令錯誤，他就會進入 failed state。

2. Partially Committed – 完成所有讀取和寫入的操作後，會把操作的變更儲存在記憶體或 local 的緩衝區。如果這些變更成功儲存的話，就會進入 committed state。反之，進入 failed state。

3. Failed State – 當 transaction 中的有任何指令失敗，或是在將變更寫入資料庫的時候失敗，就會進入 failed state。

4. Aborted State –如果執行指令時發生任何錯誤，交易會從 failed state 進入 Aborted State。並將之前的變更刪除或 ROLLBACK。

5. Committed State – 當變更成功寫入資料庫後，就會進入 committed state。

6. Terminated State – 如果 transaction未被 ROLLBACK 或 來自committed state，則會進入Terminated State，並準備接受新的 transaction。

transaction in postgresql

用一個 postgres 文件中的例子來看一下他是怎麼在 postgresql 裡執行的。

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00
    WHERE name = 'Alice';
SAVEPOINT my_savepoint;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00
    WHERE name = 'Bob';
-- oops ... forget that and use Wally's account
ROLLBACK TO my_savepoint;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00
    WHERE name = 'Wally';
COMMIT;

寫完發現來不及講 ACID 了，明天颱風假我們再繼續 ACID 吧 XD

Reference

• https://www.databricks.com/glossary/acid-transactions
• https://www.geeksforgeeks.org/transaction-states-in-dbms/
• https://www.postgresql.org/docs/current/tutorial-transactions.html