了解数据库 ACID 合规性是什么，以及为什么你的高性能数据库可能不符合 ACID 合规性。
译自 Understand Database ACID Compliance in Under 3 Minutes，作者 Team Timescale。
在构建生产级应用程序时，知道您的数据库符合 ACID 标准会带来无价的安心。这是因为符合 ACID 标准的事务有助于确保数据的可靠性和完整性，为涉及时间敏感数据和金融交易的关键应用程序提供强大的基础。但是，是什么使数据库符合 ACID 标准呢？
ACID 合规性是指确保数据库事务得到可靠和一致处理的一组核心属性。该首字母缩略词代表：
- 原子性 (Atomicity): 事务是不可分割的；它们要么完全完成，要么根本不完成。
- 一致性 (Consistency): 事务将数据库从一个有效状态转换为另一个有效状态。
- 隔离性 (Isolation): 并发事务不会影响彼此的操作。
- 持久性 (Durability): 一旦提交，事务即使在发生故障时也会持续存在。
让我们快速了解每一个。
原子性确保事务被视为一个单独的工作单元。如果其中任何一部分失败，则整个事务将回滚，从而防止可能破坏数据库的部分更新。
例如，考虑一个处理付款并更新库存的电子商务应用程序。如果付款成功但库存更新失败，则整个事务将回滚，从而确保整个系统的数据一致性。
一致性确保在事务之前和之后都遵守数据库规则和约束。此属性通过强制引用完整性、唯一约束和其他规则来保证数据库保持有效状态。
如果操作违反约束（例如插入重复的主键），则事务将中止。这在金融应用程序、库存管理系统或任何数据准确性不容妥协的场景中至关重要。
隔离性确保并发事务不会相互干扰。如果没有隔离，同时发生的事务可能会读取或写入中间数据，从而导致以下不一致：
- 脏读 (Dirty Reads)：从其他事务读取未提交的数据。
- 不可重复读 (Non-Repeatable Reads)：事务中同一查询的不同结果。
- 幻读 (Phantom Reads)：由于其他事务而出现的新行。
持久性确保一旦提交事务，即使在发生崩溃或断电后，它仍然存在于系统中。这是通过将提交的更改写入磁盘的持久存储机制来实现的。
例如，在金融系统中，一旦事务被标记为成功，它必须在发生意外断电的情况下仍然存在，从而确保数据的可靠性。
ACID 合规性对于微服务和分布式系统至关重要。它为构建可靠的应用程序提供了坚实的基础，尤其是在处理以下情况时：
- 需要绝对一致性的金融交易
- 需要事务保证的高频数据摄取
- 必须作为一个单元成功或失败的多步骤操作
- 来自多个用户或服务的并发访问
对于大规模的生产系统，ACID 合规性可减轻数据异常并确保状态一致性。通过选择符合 ACID 标准的数据库，您就是在投资数据的可靠性和应用程序的正确性。然而，仅仅因为数据库性能良好并不意味着它符合 ACID 标准。现代应用程序需要两者兼备——在一个应用程序数据库中。
PostgreSQL 以其 ACID 合规性而闻名，可提供所有四个开箱即用的属性：
- 使用强大的回滚机制和事务日志（预写日志 - WAL）来强制执行原子性，以恢复任何未完成的操作。
- 提供一套强大的完整性约束，例如主键、外键和检查约束，以维护一致性。
- 通过提供多个隔离级别来防止事务干扰问题：读未提交 (Read Uncommitted)（最小隔离，允许脏读）；读已提交 (Read Committed)（仅读取已提交的数据 - PostgreSQL 中的默认设置）；可重复读 (Repeatable Read)（确保重复查询的结果相同）；以及可序列化 (Serializable)（最高隔离级别，防止并发问题）。
- 通过使用 WAL 记录更改，然后再将更改应用于实际数据库，从而确保持久性。
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