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SQLにおけるACID特性の徹底解説

この記事では、データベース管理システム(DBMS)において非常に重要なACID特性について詳しく解説します。ACID特性は、データベーストランザクションが信頼性を持って行われるための四つの基本的な特性を指します。具体的には、Atomicity(原子性)、Consistency(一貫性)、Isolation(独立性)、Durability(永続性)の頭文字をとってACIDと名付けられています。

目次

ACID特性とは?

ACID特性は、データベーストランザクションが正確かつ効率的に行われるために重要な役割を果たします。特に、複数のユーザーが同時にデータベースにアクセスした際や、システムがクラッシュした時でもデータの整合性を保つために必要な特性です。

特性説明
原子性(Atomicity)トランザクションが全て成功するか、全く成功しない状態を保証する
一貫性(Consistency)トランザクションの前後でデータベースの状態が一貫していることを保証する
独立性(Isolation)各トランザクションが独立して実行されることを保証する
永続性(Durability)トランザクションが成功したら、その結果は永続的にデータベースに保存される
ACID特性の概要

原子性(Atomicity)

原子性とは、トランザクション中の一連の操作がすべて成功するか、一つも適用されない(ロールバックされる)状態を保証する特性です。この特性により、データベースの不整合状態を防ぐことができます。

原子性の例

例として、銀行の口座間での資金移動を考えましょう。A口座からB口座へ10万円を移動する場合、A口座から10万円引き落とし、B口座に10万円加算するという二つの操作が必要です。この二つの操作は、一つが成功してもう一つが失敗するとデータの整合性が保たれないため、両方が成功するか、両方が失敗する(ロールバックされる)必要があります。

操作A口座B口座
初期状態100万円50万円
引き落とし90万円50万円
加算90万円60万円
ロールバック(失敗時)100万円50万円
原子性の動作例

一貫性(Consistency)

一貫性とは、トランザクションの実行によってデータベースが一貫した状態から別の一貫した状態に遷移することを保証する特性です。言い換えれば、トランザクションが成功した場合、データベース全体が一貫した状態になるように制約などを適用します。

一貫性の例

商品の在庫管理システムを例に取ります。商品Aの在庫数が5個として、一度のトランザクションで6個購入しようとすると、在庫数がマイナスになってしまう可能性があります。一貫性を保つためには、このようなトランザクションは許可されません。

操作商品Aの在庫
初期状態5個
購入(6個)不可
購入(4個)1個
一貫性の動作例

独立性(Isolation)

独立性とは、複数のトランザクションが同時に実行されても、それぞれが独立しているかのように見えるようにする特性です。

独立性の例

オンラ

インショッピングサイトにおいて、複数のユーザーが同じ商品を購入しようとした場合、独立性によって各ユーザーの購入処理は独立したものとして扱われ、データの競合や不整合が起こらないようにします。

永続性(Durability)

永続性とは、トランザクションが一度コミットされた後、その結果が永続的にデータベースに保存されることを保証する特性です。これにより、システム障害が発生した場合でもデータは失われません。

まとめ

ACID特性は、データベーストランザクションにおいて信頼性と効率性を保つための重要な概念です。各特性がどのように作用するのかを理解し、適切にデータベースシステムを設計することが求められます。

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