ACID特性とは？データベースが持つべき4つの特性

1.簡単に説明すると

データベースが持つべき4つの特性
トランザクションの安全性を確保
矛盾なくデータ操作を行うための基準

2. 詳細に説明すると

ACID特性とは、データベースのトランザクションが持つべき4つの基本的な特性を指します。これらの特性は、データベースが正確かつ信頼性高く動作するための基準として、長年にわたって重視されてきました。以下、具体的な各特性について詳しく説明いたします。

原子性 (Atomicity): 原子性とは、トランザクション内の全ての操作が完全に実行されるか、全く実行されない状態を保証する特性です。例えば、銀行の送金処理を考えたとき、AさんからBさんへの送金は、Aさんの口座からお金を引き落とす操作とBさんの口座へお金を足す操作、この2つの操作がセットで行われます。この時、どちらかの操作だけが成功し、もう一方が失敗するという中途半端な状態は許されません。原子性が保証されていると、この2つの操作は一つのまとまった操作として扱われ、両方とも成功するか、または両方とも実行されないという状態が保証されます。
一貫性 (Consistency): 一貫性とは、トランザクションがデータベースを一つの整合的な状態から別の整合的な状態へと移行させる特性です。トランザクションの実行前後で、データベースの整合性制約が破られないようにすることを意味します。
独立性 (Isolation): 独立性とは、同時に複数のトランザクションが実行されている場合でも、それぞれのトランザクションが独立して実行されているかのように見える特性です。この特性が保証されることにより、トランザクション同士の干渉や競合を防ぐことができます。
永続性 (Durability): 永続性とは、一度トランザクションがコミット（確定）された後は、その結果が永続的にデータベースに保存される特性です。たとえシステムに障害が発生しても、コミットされたトランザクションの結果は失われることがありません。

このように、ACID特性はデータベースの安全性や信頼性を確保するための非常に重要な特性となっています。プログラミング初心者の方々にとっても、データベースを使用する際にはこのACID特性を理解しておくことが大切です。

具体例

具体例1

銀行の送金システムを考えてみましょう。AさんがBさんに10万円を送金する場面を想像してください。

原子性 (Atomicity): Aさんの口座から10万円を引き落とし、同時にBさんの口座に10万円を追加するという2つの操作があります。この2つの操作は一つのまとまったトランザクションとして扱われる必要があります。もし、Aさんの口座からはお金が引き落とされたが、Bさんの口座には入金されなかった、という事態が起こったら大変です。原子性によって、2つの操作が全て成功するか、もしくは何も起こらなかったかのように動作することが保証されます。
一貫性 (Consistency): 送金前と送金後、銀行全体の預金総額は変わってはいけません。例えば、Aさんから10万円引き落とされ、Bさんの口座に10万円追加されることで、銀行全体の預金総額は一貫して保たれます。
独立性 (Isolation): AさんがBさんに送金すると同時に、CさんがDさんに送金するトランザクションがあったとしても、これらのトランザクションは互いに影響を与えず、独立して動作する必要があります。
永続性 (Durability): AさんがBさんに10万円送金した後、その記録はデータベースに永続的に保存されます。もし、銀行のシステムに何らかの障害が発生したとしても、この送金の記録は失われることがありません。

具体例2

オンライン書店での本の購入を考えてみましょう。Eさんがミステリー小説を1冊購入する場面を想像してください。

原子性 (Atomicity): Eさんのクレジットカードから支払いが行われ、同時にミステリー小説の在庫が1冊減るという2つの操作が行われます。これらの操作は一つのトランザクションとして扱われ、どちらかの操作だけが成功し、もう一方が失敗することは許されません。原子性により、これが保証されます。
一貫性 (Consistency): 書店の在庫数と売上金額は常に整合性を保つ必要があります。Eさんが本を購入したら、在庫が1冊減り、売上がその本の価格分増えることで、この整合性が保たれます。
独立性 (Isolation): Eさんがミステリー小説を購入すると同時に、Fさんが恋愛小説を購入するトランザクションが行われても、これらのトランザクションは互いに影響を与えることなく、独立して動作します。
永続性 (Durability): Eさんがミステリー小説を購入した記録は、データベースに永続的に保存されます。たとえオンライン書店のサーバーに障害が発生しても、この購入の記録は失われることはありません。