关于ACID理论和CAP理论

Posted 2020-08-17

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了关于ACID理论和CAP理论相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

事务(Transaction):

事务（Transaction）是并发控制的单位，是用户定义的一个操作序列。这些操作要么都做，要么都不做，是一个不可分割的工作单位。在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组SQL语句或整个程序。当对多个表进行更新的时候，某条执行失败。为了保持数据的完整性，需要使用事务回滚。

ACID:RDBMS中的四个要素

ACID是只指数据库中事务正确执行的四个要素的缩小，包含原子性(Atomicity),一致性(Consistency),隔离性(Isolation),持久性(Durability)。一个支持事务(Transaction)的数据库必须，必须满足这四个特性,否则在事务过程(Transaction Processing)中无法保证数据的正确性

原子性(Atomicity)：

整个事务中的所有操作,要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个阶段，事务执行过程中如果发生错误的话，会被会滚(Rollback)到事务开始之前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。

例子:

A给B转账100元

一致性(Consistency):

在事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性约束没有被破坏。

隔离性(Isolation)：

隔离状态执行事务,使他们好像是系统在给定的时间内执行的唯一操作。如果有两个事务，运行在相同的时间内，执行相同的功能，事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统。这种属性有时成为成为串行化，为了防止事务操作间的混淆，必须串行化或者序列化请求，使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。

持久性(Durability):

在事务完成以后，该事务对数据库的操作便持久性的保持在数据库中，并不会回滚。

事务的（ACID）特性是由关系数据库管理系统（RDBMS，数据库系统）来实现的。数据库管理系统采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。日志记录了事务对数据库所做的更新，如果某个事务在执行过程中发生错误，就可以根据日志，撤销事务对数据库已做的更新，使数据库退回到执行事务前的初始状态。

　　数据库管理系统采用锁机制来实现事务的隔离性。当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新该数据。

目前主要有两种方式实现ACID：第一种是Write ahead logging，也就是日志式的方式。第二种是Shadow paging

CAP定理：

CAP定理又称CAP原则，指的是在一个分布式系统中， Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可得兼。CAP定理明确了分布式系统所能实现系统的局限性，目前互联网中的很多分布式系统是基于首要满足可用性和分区容忍性而设计的。

同时CAP原则是NoSQL数据库的基石，是NoSQL的理论基础。