Einführung
Die Entscheidung für das richtige Datenbankmanagementsystem (DBMS) kann eine schwierige Aufgabe sein. Die Anzahl der verfügbaren Optionen ist riesig. Bevor Sie mit der Suche nach einer geeigneten Datenbanklösung beginnen, sollten Sie Ihre Anforderungen berücksichtigen.
Ein empfohlener erster Schritt in diesem Prozess ist die Auswahl eines Datenbanktransaktionsmodells. Dies ist eine Reihe von Regeln, die bestimmen, wie eine Datenbank Daten organisiert, speichert und manipuliert.
In diesem Artikel lernen Sie die beiden beliebtesten Datenbank-Transaktionsmodelle kennen:ACID und BASE.
SÄURE vs. BASIS:Was sind die Unterschiede?
Das CAP-Theorem besagt, dass es unmöglich ist, sowohl Konsistenz als auch Verfügbarkeit in einem partitionstoleranten verteilten System zu erreichen (d. h. einem System, das in Fällen vorübergehender Kommunikationsausfälle weiterarbeitet).
Der grundlegende Unterschied zwischen ACID- und BASE-Datenbankmodellen besteht darin, wie sie mit dieser Einschränkung umgehen.
- Das ACID-Modell bietet ein konsistentes System.
- Das BASE-Modell bietet Hochverfügbarkeit.
Um weitere Einblicke zu geben, werden wir jedes der Modelle separat besprechen und sie dann vergleichen.
ACID-Modell
Das Transaktionsmodell der ACID-Datenbank stellt sicher, dass eine durchgeführte Transaktion immer konsistent ist. Dadurch eignet es sich gut für Unternehmen, die sich mit der Online-Transaktionsverarbeitung (z. B. Finanzinstitute) oder der Online-Analyseverarbeitung (z. B. Data Warehousing) befassen. Diese Organisationen benötigen Datenbanksysteme, die viele kleine gleichzeitige Transaktionen verarbeiten können. Es muss null Toleranz für ungültige Zustände geben.
Um das ACID-Modell zu erklären, ist es am besten, damit zu beginnen, das Akronym in seinem Namen zu zerlegen.
ACID steht für:
- Atom – Jede Transaktion wird entweder ordnungsgemäß ausgeführt oder der Prozess wird angehalten und die Datenbank kehrt in den Zustand vor Beginn der Transaktion zurück. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Daten in der Datenbank gültig sind.
- Konsequent – Eine verarbeitete Transaktion wird niemals die strukturelle Integrität der Datenbank gefährden.
- Isoliert – Transaktionen können die Integrität anderer Transaktionen nicht gefährden, indem sie mit ihnen interagieren, während sie noch im Gange sind.
- Langlebig – Die Daten der abgeschlossenen Transaktion bleiben auch bei Netzwerk- oder Stromausfällen erhalten. Wenn eine Transaktion fehlschlägt, hat dies keine Auswirkungen auf die manipulierten Daten.
ACID-Anwendungsfallbeispiel
Finanzinstitute werden fast ausschließlich ACID-Datenbanken verwenden. Geldtransfers hängen von der atomaren Natur von ACID ab.
Eine unterbrochene Transaktion, die nicht sofort aus der Datenbank entfernt wird, kann viele Probleme verursachen. Geld konnte von einem Konto abgebucht und aufgrund eines Fehlers niemals einem anderen gutgeschrieben werden.
Welche Datenbanken sind ACID-konform?
Ein sicherer Weg, um sicherzustellen, dass Ihre Datenbank ACID-konform ist, ist die Wahl eines relationalen Datenbankverwaltungssystems. Dazu gehören MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQLite und Microsoft SQL Server.
Einige NoSQL-DBMS, wie Apaches CouchDB oder IBMs Db2, besitzen auch ein gewisses Maß an ACID-Konformität. Die Philosophie hinter dem NoSQL-Ansatz zur Datenbankverwaltung widerspricht jedoch den strengen ACID-Regeln. Daher sind NoSQL-Datenbanken nicht die empfohlene Wahl für diejenigen, die strenge Umgebungen benötigen.
Das BASE-Modell
Der Aufstieg von NoSQL-Datenbanken bot eine flexible und reibungslose Möglichkeit, Daten zu manipulieren. Als Ergebnis wurde ein neues Datenbankmodell entworfen, das diese Eigenschaften widerspiegelt.
Das Akronym BASE ist etwas verwirrender als ACID. Die Worte dahinter weisen jedoch darauf hin, wie sich das BASE-Modell unterscheidet.
BASE steht für:
- Grundsätzlich verfügbar – Anstatt sofortige Konsistenz zu erzwingen, stellen BASE-modellierte NoSQL-Datenbanken die Verfügbarkeit von Daten sicher, indem sie sie über die Knoten des Datenbank-Clusters verteilen und replizieren.
- Soft-State – Aufgrund fehlender unmittelbarer Konsistenz können sich Datenwerte im Laufe der Zeit ändern. Das BASE-Modell bricht mit dem Konzept einer Datenbank, die ihre eigene Konsistenz erzwingt und diese Verantwortung an Entwickler delegiert.
- Endlich konsistent – Die Tatsache, dass BASE keine sofortige Konsistenz erzwingt, bedeutet nicht, dass es dies nie erreicht. Bis dahin sind Datenlesevorgänge jedoch weiterhin möglich (auch wenn sie möglicherweise nicht die Realität widerspiegeln).
Beispiel für einen BASE-Anwendungsfall
Marketing- und Kundendienstunternehmen, die sich mit Stimmungsanalysen befassen, werden die Elastizität von BASE bei der Durchführung ihrer Recherchen zu sozialen Netzwerken bevorzugen. Feeds von sozialen Netzwerken sind nicht gut strukturiert, enthalten aber riesige Datenmengen, die eine BASE-modellierte Datenbank problemlos speichern kann.
Welche Datenbanken verwenden das BASE-Modell?
So wie SQL-Datenbanken fast einheitlich ACID-konform sind, neigen NoSQL-Datenbanken dazu, den BASE-Prinzipien zu entsprechen. MongoDB, Cassandra und Redis gehören neben Amazon DynamoDB und Couchbase zu den beliebtesten NoSQL-Lösungen.
ACID vs. BASE:Welches ist gut für Sie?
Die Frage, welches Datenbankmodell besser ist, lässt sich nicht pauschal beantworten. Daher muss eine Entscheidung unter Berücksichtigung aller Aspekte des Projekts getroffen werden.
Angesichts ihrer stark strukturierten Natur eignen sich ACID-kompatible Datenbanken besser für diejenigen, die Konsistenz, Vorhersagbarkeit und Zuverlässigkeit benötigen.
Diejenigen, die Wachstum zu ihren Prioritäten zählen, werden wahrscheinlich das BASE-Modell wählen wollen, da es eine einfachere Skalierung ermöglicht und mehr Flexibilität bietet. BASE erfordert jedoch auch Entwickler, die mit den Einschränkungen des Modells umzugehen wissen.