ACID
ACID no Contexto do PostgreSQL
ACID representa um conjunto essencial de princípios que asseguram a segurança e a precisão das transações em bancos de dados relacionais, como o PostgreSQL. Esses princípios são indispensáveis para preservar a integridade das informações, prevenindo inconsistências causadas por falhas no sistema ou acessos concorrentes de múltiplos usuários.
Por que o ACID é importante?
Em sistemas multiusuário, onde centenas ou milhares de operações no banco de dados são executadas simultaneamente, é essencial evitar a perda ou alteração incorreta de dados. Por exemplo, sistemas bancários, plataformas de e-commerce, bancos de dados médicos e outras aplicações críticas exigem garantias rigorosas de correção dos dados.
As propriedades ACID garantem:
- Prevenção da execução parcial de transações, evitando estados inconsistentes do banco de dados.
- Proteção contra conflitos entre operações paralelas.
- Durabilidade dos dados, mesmo em caso de falhas de hardware ou software.
Análise das propriedades ACID no PostgreSQL
1. Atomicidade (Atomicity)
A atomicidade garante que uma transação seja executada completamente ou totalmente revertida, eliminando a possibilidade de que apenas algumas mudanças sejam aplicadas. Isso evita situações em que algumas operações dentro de uma transação são bem-sucedidas, enquanto outras falham, resultando em dados inconsistentes.
Como é implementado no PostgreSQL?
- O PostgreSQL usa o mecanismo ROLLBACK, permitindo cancelar transações incompletas em caso de erro.
- Todas as operações dentro de uma transação são agrupadas, e se ocorrer um erro, elas são automaticamente revertidas ao estado inicial.
Exemplo:
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
COMMIT;Se uma das atualizações falhar, toda a transação será revertida, impedindo uma alteração parcial do saldo.
2. Consistência (Consistency)
A consistência garante que o banco de dados transite de um estado válido para outro, mantendo sempre as restrições de integridade.
Como é implementado no PostgreSQL?
- Uso de restrições: PRIMARY KEY, FOREIGN KEY, CHECK, UNIQUE.
- Gatilhos e regras para validação dos dados.
- Correção automática dos dados dentro das transações para garantir a integridade.
Exemplo:
CREATE TABLE orders (
id SERIAL PRIMARY KEY,
customer_id INT NOT NULL REFERENCES customers(id),
amount NUMERIC CHECK (amount > 0)
);Se alguém tentar inserir `amount = -50`, o PostgreSQL rejeitará a operação, garantindo a consistência dos dados.
3. Isolamento (Isolation)
O isolamento impede conflitos entre transações paralelas. O PostgreSQL implementa MVCC (Multi-Version Concurrency Control), permitindo que as transações trabalhem com "instantâneos" dos dados sem bloquear outros usuários.
O PostgreSQL suporta quatro níveis de isolamento de transações:
- READ UNCOMMITTED (raramente usado).
- READ COMMITTED (padrão, evita a leitura de alterações não confirmadas).
- REPEATABLE READ (garante resultados consistentes dentro da transação).
- SERIALIZABLE (proteção máxima contra conflitos, mas pode causar reversões de transações).
Exemplo:
BEGIN TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
SELECT * FROM accounts WHERE id = 1;
-- Neste momento, outro processo modifica os dados, mas esta transação ainda vê a versão antiga.
COMMIT;Assim, as transações não interferem umas nas outras, mantendo a consistência dos dados.
4. Durabilidade (Durability)
A propriedade de durabilidade assegura que todas as modificações feitas por uma transação confirmada permaneçam registradas de forma definitiva no banco de dados, mesmo em caso de falhas do sistema.
Como é implementado no PostgreSQL?
- WAL (Write-Ahead Logging) grava as mudanças em um log especial antes de aplicá-las.
- Replicação automática e backups evitam a perda de dados.
- A função fsync garante que os dados sejam gravados no disco antes da conclusão da transação.
Exemplo:
sql
INSERT INTO transactions (account_id, amount) VALUES (1, 500);
COMMIT;Mesmo que o servidor falhe imediatamente após o `COMMIT`, os dados permanecerão intactos graças ao WAL.
Conclusão
As propriedades ACID no PostgreSQL garantem confiabilidade, consistência e resistência a falhas ao lidar com bancos de dados. Esses princípios fazem do PostgreSQL uma excelente escolha para sistemas críticos que exigem alta integridade dos dados.