Transacciones

Una transacción, es un conjunto de órdenes que se ejecutan formando una unidad de trabajo, es decir, en forma indivisible o atómica.

Un SGBD se dice transaccional, si es capaz de mantener la integridad de los datos, haciendo que estas transacciones no puedan finalizar en un estado intermedio. Cuando por alguna causa el sistema debe cancelar la transacción, empieza a deshacer las órdenes ejecutadas hasta dejar la base de datos en su estado inicial (llamado punto de integridad), como si la transacción nunca se hubiese realizado.

El lenguaje de consulta de datos SQL (Structured Query Language), provee los mecanismos para especificar que un conjunto de acciones deben constituir una transacción.

* BEGIN TRAN: Especifica que va a empezar una transacción.

* COMMIT TRAN: Le indica al motor que puede considerar la transacción completada con éxito.

* ROLLBACK TRAN: Indica que se ha alcanzado un fallo y que debe restablecer la base al punto de integridad.

En un sistema ideal, las transacciones deberían garantizar todas las propiedades ACID; en la práctica, a veces alguna de estas propiedades se simplifica o debilita con vistas a obtener un mejor rendimiento.

ACID a un conjunto de características necesarias para que una serie de instrucciones puedan ser consideradas como una transacción.

En concreto ACID es un acrónimo de Atomicity, Consistency, Isolation and Durability: Atomicidad, Consistencia, Aislamiento y Durabilidad en español.

  • Atomicidad: es la propiedad que asegura que la operación se ha realizado o no, y por lo tanto ante un fallo del sistema no puede quedar a medias.
  • Consistencia: es la propiedad que asegura que sólo se empieza aquello que se puede acabar. Por lo tanto se ejecutan aquellas operaciones que no van a romper la reglas y directrices de integridad de la base de datos.
  • Aislamiento: es la propiedad que asegura que una operación no puede afectar a otras. Esto asegura que la realización de dos transacciones sobre la misma información sean independientes y no generen ningún tipo de error.
  • Durabilidad: es la propiedad que asegura que una vez realizada la operación, ésta persistirá y no se podrá deshacer aunque falle el sistema.

Cumpliendo estas 4 condiciones se considera ACID Compliant.

Es difícil garantizar características en un ambiente de red. Las conexiones de red pudieron fallar, o dos usuarios pudieron utilizar la misma parte de la base de datos al mismo tiempo.

Problemas con las transacciones

La mayoría de las bases de datos se utilizan en entornos multi-usuario, en los que muchos clientes utilizando la misma aplicación, o muchas aplicaciones cada una con uno o muchos clientes acceden a la misma base de datos. Cada una de esas aplicaciones enviará consultas al gestor, y normalmente cada hilo de ejecución será una transacción diferente.

En muchos de los sistemas operativos actuales, las diferentes tareas se ejecutan de forma intercalada (incluso en el caso de máquinas con varios procesadores). El sistema operativo decide por su cuenta suspender una de las tareas y darle un poco de tiempo de ejecución a otra. Esta intercalación puede resultar en que las lecturas y escrituras de las diferentes tareas o aplicaciones en el medio físico se realicen en cualquier orden y secuencia.

El acceso simultáneo descrito puede dar como resultados información inconsistente o simplemente incorrecta. Esta problemática ha llevado a diseñar e implementar diferentes estrategias de control de concurrencia.

Por ejemplo, si tenemos una estructura de tablas relacional que incluye las siguientes:

PEDIDO(id, num-cliente, id-prod, cantidad, precio) PRODUCTO(id-prod, nombre, ..., stock)

Pueden ocurrir diferentes problemas relacionados con la escritura simultánea con otras escrituras o lecturas, incluyendo los siguientes:

  1. Dos sentencias UPDATE que actualicen un mismo producto decrementando el stock del mismo en una unidad podrían terminar en que una de ellas no se realizase. Si pensamos en un UPDATE como una secuencia de una lectura y una escritura, puede que ambos UPDATE hagan la lectura, por ejemplo, de un stock de 10, y después las escrituras, decrementan ese dato, quedando el resultado en 9, mientras que lo correcto era un resultado de 8.
  2. Supongamos una sentencia que primero comprueba que hay stock del producto P, y después inserta un nuevo PEDIDO de diez unidades del producto P, que tiene un stock de 10, seguido de un UPDATE al stock por esa cantidad. Puede que otra inserción de un pedido se ejecute antes del UPDATE pero después de la comprobación, haciendo quedar el stock del producto en negativo.

Existen varias técnicas para controlar la concurrencia. Los bloqueos son los más conocidos, aunque también se utiliza el control multi-versión y otras técnicas como las marcas de tiempo.

Referencias:

Wikedia: Transacciones.

Wikipedia: ACID

Conexions: Control de concurrencia en bases de datos relacionales

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