பரிவர்த்தனை மேலாண்மை: ACID பண்புகளுடன் தரவு நேர்மையை கையாளுதல்

தொடர்ந்து ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட மற்றும் தரவுகளால் இயக்கப்படும் இன்றைய உலகில், தகவல்களின் நம்பகத்தன்மையும் நேர்மையும் மிக முக்கியமானவை. தினசரி பில்லியன் கணக்கான பரிவர்த்தனைகளைச் செயல்படுத்தும் நிதி நிறுவனங்கள் முதல் எண்ணற்ற ஆர்டர்களைக் கையாளும் மின்-வணிக தளங்கள் வரை, அடிப்படை தரவு அமைப்புகள் செயல்பாடுகள் துல்லியமாகவும் சீராகவும் செயல்படுத்தப்படுகின்றன என்பதற்கு உறுதியான உத்தரவாதங்களை வழங்க வேண்டும். இந்த உத்தரவாதங்களின் மையத்தில், பரிவர்த்தனை மேலாண்மையின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள் அமைந்துள்ளன, அவை ACID என்ற சுருக்கெழுத்தால் குறிப்பிடப்படுகின்றன: Atomicity (அணுவியல்), Consistency (நிலைத்தன்மை), Isolation (தனிமைப்படுத்தல்), மற்றும் Durability (நீடித்து நிலைத்தல்).

இந்த விரிவான வழிகாட்டி, ஒவ்வொரு ACID பண்புகளையும் ஆழமாக ஆராய்கிறது, அவற்றின் முக்கியத்துவம், செயல்படுத்தும் வழிமுறைகள் மற்றும் பல்வேறு தரவுத்தள சூழல்களில் தரவு நேர்மையை உறுதி செய்வதில் அவை வகிக்கும் முக்கியப் பங்கை விளக்குகிறது. நீங்கள் ஒரு அனுபவமிக்க தரவுத்தள நிர்வாகியாக இருந்தாலும், நம்பகமான பயன்பாடுகளை உருவாக்கும் ஒரு மென்பொருள் பொறியாளராக இருந்தாலும், அல்லது நம்பகமான அமைப்புகளின் அடித்தளத்தைப் புரிந்துகொள்ள விரும்பும் ஒரு தரவு நிபுணராக இருந்தாலும், வலுவான மற்றும் நம்பகமான தீர்வுகளை உருவாக்க ACID பண்புகளைப் பற்றி அறிவது அவசியம்.

பரிவர்த்தனை என்றால் என்ன? நம்பகமான செயல்பாடுகளின் அடித்தளம்

ACID-ஐப் பற்றி ஆராய்வதற்கு முன், தரவுத்தள மேலாண்மை சூழலில் "பரிவர்த்தனை" என்பதன் தெளிவான புரிதலை நிறுவுவோம். ஒரு பரிவர்த்தனை என்பது ஒரு தரவுத்தளத்திற்கு எதிராகச் செய்யப்படும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட செயல்பாடுகளை (எ.கா., படித்தல், எழுதுதல், புதுப்பித்தல், நீக்குதல்) உள்ளடக்கிய ஒரு தர்க்கரீதியான வேலை அலகு ஆகும். முக்கியமாக, ஒரு பரிவர்த்தனை எத்தனை தனிப்பட்ட படிகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அது ஒரு ஒற்றை, பிரிக்க முடியாத செயல்பாடாகக் கருதப்பட வேண்டும்.

ஒரு எளிய, ஆனால் உலகளவில் புரிந்துகொள்ளப்பட்ட உதாரணத்தைக் கருத்தில் கொள்வோம்: ஒரு வங்கிக் கணக்கிலிருந்து மற்றொரு கணக்கிற்குப் பணத்தை மாற்றுதல். இந்த எளிமையான செயல்பாடு உண்மையில் பல தனித்தனி படிகளை உள்ளடக்கியது:

• மூலக் கணக்கைப் பற்று வைத்தல்.
• சேர வேண்டிய கணக்கை வரவு வைத்தல்.
• பரிவர்த்தனை விவரங்களைப் பதிவு செய்தல்.

இந்த படிகளில் ஏதேனும் ஒன்று தோல்வியுற்றால் – ஒருவேளை கணினி செயலிழப்பு, நெட்வொர்க் பிழை அல்லது தவறான கணக்கு எண் காரணமாக – முழு செயல்பாடும் செயல்தவிர்க்கப்பட வேண்டும், கணக்குகளை அவற்றின் அசல் நிலைக்குத் திரும்பக் கொண்டுவர வேண்டும். ஒரு கணக்கிலிருந்து பணம் பற்று வைக்கப்பட்டு மற்றொன்றில் வரவு வைக்கப்படாமல் இருப்பதை நீங்கள் விரும்பமாட்டீர்கள். இந்த "முழுமையாக அல்லது ஒன்றுமே இல்லை" என்ற கொள்கையைத்தான் ACID பண்புகளால் இயக்கப்படும் பரிவர்த்தனை மேலாண்மை உறுதிப்படுத்த முயல்கிறது.

பல பயனர்கள் அல்லது பயன்பாடுகள் ஒரே தரவுத்தளத்துடன் ஒரே நேரத்தில் தொடர்பு கொள்ளும் சூழல்களில், தரவுகளின் தர்க்கரீதியான சரியானது மற்றும் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்க பரிவர்த்தனைகள் இன்றியமையாதவை. அவை இல்லாமல், தரவுகள் எளிதில் சிதைந்துவிடும், இது குறிப்பிடத்தக்க நிதி இழப்புகள், செயல்பாட்டுத் திறமையின்மை மற்றும் அமைப்பின் மீதான முழுமையான நம்பிக்கையிழப்புக்கு வழிவகுக்கும்.

ACID பண்புகளைப் புரிந்துகொள்ளுதல்: தரவு நேர்மையின் தூண்கள்

ACID-இல் உள்ள ஒவ்வொரு எழுத்தும் ஒரு தனித்துவமான, ஆனால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட பண்பைக் குறிக்கிறது, இது கூட்டாக தரவுத்தள பரிவர்த்தனைகளின் நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது. ஒவ்வொன்றையும் விரிவாக ஆராய்வோம்.

1. அணுவியல் (Atomicity): முழுமையாக அல்லது ஒன்றுமில்லை, அரை குறை நடவடிக்கைகள் இல்லை

அணுவியல் (Atomicity), ACID பண்புகளில் மிகவும் அடிப்படையானது எனக் கருதப்படுகிறது, இது ஒரு பரிவர்த்தனையை ஒற்றை, பிரிக்க முடியாத வேலை அலகாகக் கருத வேண்டும் என்று ஆணையிடுகிறது. இதன் பொருள், ஒரு பரிவர்த்தனைக்குள் உள்ள அனைத்து செயல்பாடுகளும் வெற்றிகரமாக முடிக்கப்பட்டு தரவுத்தளத்தில் உறுதிசெய்யப்பட வேண்டும், அல்லது அவற்றில் எதுவுமே செய்யப்படக்கூடாது. பரிவர்த்தனையின் எந்தப் பகுதியாவது தோல்வியுற்றால், முழு பரிவர்த்தனையும் செயல்தவிர்க்கப்பட்டு, பரிவர்த்தனை தொடங்குவதற்கு முன்பு இருந்த நிலைக்குத் தரவுத்தளம் மீட்டெடுக்கப்படுகிறது. இதில் பகுதி நிறைவு என்பது இல்லை; இது ஒரு "முழுமையாக அல்லது ஒன்றுமில்லை" சூழ்நிலை.

அணுவியலை செயல்படுத்துதல்: உறுதிசெய்தல் (Commit) மற்றும் செயல்தவிர்த்தல் (Rollback)

தரவுத்தள அமைப்புகள் முக்கியமாக இரண்டு முக்கிய வழிமுறைகள் மூலம் அணுவியலை அடைகின்றன:

• உறுதிசெய்தல் (Commit): ஒரு பரிவர்த்தனையில் உள்ள அனைத்து செயல்பாடுகளும் வெற்றிகரமாக செயல்படுத்தப்படும்போது, அந்த பரிவர்த்தனை "உறுதிசெய்யப்படுகிறது." இது அனைத்து மாற்றங்களையும் நிரந்தரமாக்கி மற்ற பரிவர்த்தனைகளுக்குத் தெரியும்படி செய்கிறது.
• செயல்தவிர்த்தல் (Rollback): பரிவர்த்தனையில் ஏதேனும் ஒரு செயல்பாடு தோல்வியுற்றால், அல்லது ஒரு பிழை ஏற்பட்டால், பரிவர்த்தனை "செயல்தவிர்க்கப்படுகிறது." இது அந்த பரிவர்த்தனையால் செய்யப்பட்ட அனைத்து மாற்றங்களையும் நீக்கி, பரிவர்த்தனை தொடங்குவதற்கு முன்பு இருந்த நிலைக்கு தரவுத்தளத்தை மாற்றுகிறது. இது பொதுவாக பரிவர்த்தனை பதிவுகளை (சில நேரங்களில் செயல்தவிர் பதிவுகள் அல்லது ரோல்பேக் பிரிவுகள் என அழைக்கப்படுகிறது) பயன்படுத்துகிறது, இது மாற்றங்கள் பயன்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு தரவுகளின் முந்தைய நிலையைப் பதிவு செய்கிறது.

ஒரு தரவுத்தள பரிவர்த்தனைக்கான கருத்தியல் ஓட்டத்தைக் கவனியுங்கள்:

BEGIN TRANSACTION;

  -- செயல்பாடு 1: கணக்கு A-ஐ பற்று வைத்தல்
  UPDATE Accounts SET Balance = Balance - 100 WHERE AccountID = 'A';

  -- செயல்பாடு 2: கணக்கு B-ஐ வரவு வைத்தல்
  UPDATE Accounts SET Balance = Balance + 100 WHERE AccountID = 'B';

  -- பிழைகள் அல்லது கட்டுப்பாடுகளைச் சரிபார்க்கவும்
  IF (error_occurred OR NOT balance_valid) THEN
    ROLLBACK;
  ELSE
    COMMIT;
  END IF;

அணுவியலின் நடைமுறை எடுத்துக்காட்டுகள்

• நிதி பரிமாற்றம்: விவாதித்தபடி, பற்று மற்றும் வரவு இரண்டும் வெற்றி பெற வேண்டும் அல்லது இரண்டும் தோல்வியடைய வேண்டும். பற்று வெற்றி பெற்று வரவு தோல்வியுற்றால், ஒரு செயல்தவிர்த்தல் பற்று நீக்கப்படுவதை உறுதிசெய்கிறது, நிதி முரண்பாட்டைத் தடுக்கிறது.
• ஆன்லைன் ஷாப்பிங் கார்ட்: ஒரு வாடிக்கையாளர் ஒரு ஆர்டரை வைக்கும்போது, பரிவர்த்தனை பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கலாம்:
  1. வாங்கிய பொருட்களுக்கான இருப்பைக் குறைத்தல்.
  2. ஒரு ஆர்டர் பதிவை உருவாக்குதல்.
  3. பணத்தைச் செலுத்துதல்.
  பணம் செலுத்துதல் தோல்வியுற்றால், அல்லது இருப்பு குறைக்க முடியாவிட்டால் (எ.கா., பொருள் கையிருப்பில் இல்லை), முழு பரிவர்த்தனையும் செயல்தவிர்க்கப்படும். எந்த ஆர்டரும் உருவாக்கப்படாது, மற்றும் இருப்பு தவறாகக் குறைக்கப்படாது.
• உள்ளடக்க மேலாண்மை அமைப்பு (CMS) வெளியீடு: ஒரு வலைப்பதிவு இடுகையை வெளியிடுவது பெரும்பாலும் இடுகையின் நிலையைப் புதுப்பித்தல், முந்தைய பதிப்பை காப்பகப்படுத்துதல் மற்றும் தேடல் குறியீடுகளைப் புதுப்பித்தல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. தேடல் குறியீட்டுப் புதுப்பிப்பு தோல்வியுற்றால், முழு வெளியீட்டுச் செயல்பாடும் செயல்தவிர்க்கப்படலாம், இது உள்ளடக்கம் ஒரு சீரற்ற நிலையில் (எ.கா., வெளியிடப்பட்டது ஆனால் தேட முடியாதது) இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.

அணுவியலுக்கான சவால்கள் மற்றும் பரிசீலனைகள்

அடிப்படையானதாக இருந்தாலும், அணுவியலை உறுதி செய்வது சிக்கலானதாக இருக்கலாம், குறிப்பாக செயல்பாடுகள் பல தரவுத்தளங்கள் அல்லது சேவைகளை உள்ளடக்கிய பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்புகளில். இங்கே, இரு-கட்ட உறுதிப்படுத்தல் (2PC) போன்ற வழிமுறைகள் சில நேரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இருப்பினும் அவை செயல்திறன் மற்றும் கிடைக்கும் தன்மை தொடர்பான அவற்றின் சொந்த சவால்களுடன் வருகின்றன.

2. நிலைத்தன்மை (Consistency): ஒரு சரியான நிலையிலிருந்து மற்றொரு சரியான நிலைக்கு

நிலைத்தன்மை (Consistency) ஒரு பரிவர்த்தனை தரவுத்தளத்தை ஒரு சரியான நிலையிலிருந்து மற்றொரு சரியான நிலைக்கு கொண்டு வருவதை உறுதி செய்கிறது. இதன் பொருள், தரவுத்தளத்தில் எழுதப்பட்ட எந்தவொரு தரவும் வரையறுக்கப்பட்ட அனைத்து விதிகள், கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் தொடர்விளைவுகளுக்கு இணங்க வேண்டும். இந்த விதிகளில் தரவு வகைகள், குறிப்பு நேர்மை (foreign keys), தனித்துவமான கட்டுப்பாடுகள், சரிபார்ப்பு கட்டுப்பாடுகள், மற்றும் "சரியான" நிலையை வரையறுக்கும் எந்தவொரு பயன்பாட்டு நிலை வணிக தர்க்கமும் அடங்கும், ஆனால் அவை மட்டுமே அல்ல.

முக்கியமாக, நிலைத்தன்மை என்பது *தரவு* மட்டுமே சரியானது என்று பொருள்படாது; இது முழு அமைப்பின் நேர்மையும் பராமரிக்கப்படுகிறது என்று குறிக்கிறது. ஒரு பரிவர்த்தனை இந்த விதிகளில் ஏதேனும் ஒன்றை மீற முயன்றால், தரவுத்தளம் ஒரு சீரற்ற நிலைக்குள் நுழைவதைத் தடுக்க முழு பரிவர்த்தனையும் செயல்தவிர்க்கப்படும்.

நிலைத்தன்மையை செயல்படுத்துதல்: கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் சரிபார்ப்பு

தரவுத்தள அமைப்புகள் பல்வேறு வழிமுறைகளின் கலவையின் மூலம் நிலைத்தன்மையைச் செயல்படுத்துகின்றன:

• தரவுத்தள கட்டுப்பாடுகள்: இவை தரவுத்தள திட்டத்திற்குள் நேரடியாக வரையறுக்கப்பட்ட விதிகள்.
  • PRIMARY KEY: பதிவுகளை அடையாளம் காண தனித்துவத்தையும் பூஜ்யமற்ற தன்மையையும் உறுதி செய்கிறது.
  • FOREIGN KEY: அட்டவணைகளை இணைப்பதன் மூலம் குறிப்பு நேர்மையைப் பராமரிக்கிறது, சரியான பெற்றோர் இல்லாமல் ஒரு குழந்தை பதிவு இருக்க முடியாது என்பதை உறுதி செய்கிறது.
  • UNIQUE: ஒரு நெடுவரிசை அல்லது நெடுவரிசைகளின் தொகுப்பில் உள்ள அனைத்து மதிப்புகளும் தனித்துவமானவை என்பதை உறுதி செய்கிறது.
  • NOT NULL: ஒரு நெடுவரிசையில் வெற்று மதிப்புகள் இருக்க முடியாது என்பதை உறுதி செய்கிறது.
  • CHECK: தரவு பூர்த்தி செய்ய வேண்டிய குறிப்பிட்ட நிபந்தனைகளை வரையறுக்கிறது (எ.கா., `Balance > 0`).
• தூண்டிகள் (Triggers): ஒரு குறிப்பிட்ட அட்டவணையில் சில நிகழ்வுகளுக்கு (எ.கா., `INSERT`, `UPDATE`, `DELETE`) பதிலளிக்கும் வகையில் தானாகவே செயல்படுத்தப்படும் (fire) சேமிக்கப்பட்ட நடைமுறைகள். தூண்டிகள் எளிய அறிவிப்பு கட்டுப்பாடுகளுக்கு அப்பாற்பட்ட சிக்கலான வணிக விதிகளைச் செயல்படுத்த முடியும்.
• பயன்பாட்டு-நிலை சரிபார்ப்பு: தரவுத்தளங்கள் அடிப்படை நேர்மையைச் செயல்படுத்தும்போது, பயன்பாடுகள் பெரும்பாலும் தரவு தரவுத்தளத்தை அடையும் முன்பே வணிக தர்க்கம் பூர்த்தி செய்யப்படுவதை உறுதிசெய்ய ஒரு கூடுதல் சரிபார்ப்பு அடுக்கைச் சேர்க்கின்றன. இது சீரற்ற தரவுகளுக்கு எதிரான முதல் தற்காப்பு வரியாக செயல்படுகிறது.

நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான நடைமுறை எடுத்துக்காட்டுகள்

• நிதி கணக்கு இருப்பு: ஒரு தரவுத்தளத்தில் `Account`-இன் `Balance` நெடுவரிசை எப்போதும் எதிர்மறையாக இருக்க முடியாது என்பதை உறுதிசெய்யும் ஒரு `CHECK` கட்டுப்பாடு இருக்கலாம். ஒரு பற்று செயல்பாடு, அணுவியல் ரீதியாக வெற்றிகரமாக இருந்தாலும், எதிர்மறை இருப்புக்கு வழிவகுத்தால், நிலைத்தன்மை மீறல் காரணமாக பரிவர்த்தனை செயல்தவிர்க்கப்படும்.
• பணியாளர் மேலாண்மை அமைப்பு: ஒரு பணியாளர் பதிவில் `Departments` அட்டவணையை சுட்டிக்காட்டும் `DepartmentID` வெளிநாட்டு சாவி (foreign key) இருந்தால், இல்லாத ஒரு துறைக்கு ஒரு பணியாளரை ஒதுக்க முயற்சிக்கும் ஒரு பரிவர்த்தனை நிராகரிக்கப்படும், இது குறிப்பு நேர்மையைப் பராமரிக்கிறது.
• மின்-வணிக தயாரிப்பு இருப்பு: `Orders` அட்டவணையில் `QuantityOrdered` ஆனது `AvailableStock`-ஐ விட அதிகமாக இருக்க முடியாது என்ற ஒரு `CHECK` கட்டுப்பாடு இருக்கலாம். ஒரு பரிவர்த்தனை கையிருப்பில் உள்ளதை விட அதிகமான பொருட்களை ஆர்டர் செய்ய முயன்றால், அது இந்த நிலைத்தன்மை விதியை மீறி செயல்தவிர்க்கப்படும்.

அணுவியலில் இருந்து வேறுபாடு

பெரும்பாலும் குழப்பிக் கொள்ளப்பட்டாலும், நிலைத்தன்மை அணுவியலில் இருந்து வேறுபடுகிறது. அணுவியல் பரிவர்த்தனையின் *செயல்படுத்துதல்* முழுமையாக அல்லது ஒன்றுமில்லை என்பதை உறுதி செய்கிறது. நிலைத்தன்மை, பரிவர்த்தனையின் *விளைவு*, உறுதிசெய்யப்பட்டால், தரவுத்தளத்தை ஒரு சரியான, விதிக்குக் கட்டுப்பட்ட நிலையில் விட்டுச் செல்வதை உறுதி செய்கிறது. ஒரு அணுவியல் பரிவர்த்தனை வணிக விதிகளை மீறும் செயல்பாடுகளை வெற்றிகரமாக முடித்தால் ஒரு சீரற்ற நிலைக்கு வழிவகுக்கக்கூடும், இதைத் தடுக்கவே நிலைத்தன்மை சரிபார்ப்பு devreக்கு வருகிறது.

3. தனிமைப்படுத்தல் (Isolation): தனிப்பட்ட செயல்பாட்டின் மாயை

தனிமைப்படுத்தல் (Isolation) ஒரே நேரத்தில் நடைபெறும் பரிவர்த்தனைகள் ஒன்றையொன்று சாராமல் செயல்படுவதை உறுதி செய்கிறது. வெளி உலகிற்கு, பரிவர்த்தனைகள் ஒரே நேரத்தில் இயங்கினாலும், அவை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக வரிசையாக இயங்குவது போல் தோன்றும். ஒரு பரிவர்த்தனையின் இடைப்பட்ட நிலை, முதல் பரிவர்த்தனை முழுமையாக உறுதிசெய்யப்படும் வரை மற்ற பரிவர்த்தனைகளுக்குத் தெரியக்கூடாது. இந்த பண்பு தரவு முரண்பாடுகளைத் தடுப்பதற்கும், ஒரே நேரத்தில் செயல்பாடுகள் நடந்தாலும் முடிவுகள் கணிக்கக்கூடியதாகவும் சரியாகவும் இருப்பதை உறுதி செய்வதற்கும் முக்கியமானது.

தனிமைப்படுத்தலை செயல்படுத்துதல்: ஒரேநேர கட்டுப்பாடு

பல-பயனர், ஒரே நேரத்தில் இயங்கும் சூழலில் தனிமைப்படுத்தலை அடைவது சிக்கலானது மற்றும் பொதுவாக அதிநவீன ஒரேநேர கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகளை உள்ளடக்கியது:

பூட்டுதல் வழிமுறைகள்

பாரம்பரிய தரவுத்தள அமைப்புகள் ஒரே நேரத்தில் நடைபெறும் பரிவர்த்தனைகளுக்கு இடையேயான குறுக்கீட்டைத் தடுக்க பூட்டுதலைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒரு பரிவர்த்தனை தரவை அணுகும்போது, அது அந்தத் தரவின் மீது ஒரு பூட்டைப் பெறுகிறது, பூட்டு வெளியிடப்படும் வரை மற்ற பரிவர்த்தனைகள் அதை மாற்றுவதைத் தடுக்கிறது.

• பகிரப்பட்ட (படித்தல்) பூட்டுகள்: பல பரிவர்த்தனைகள் ஒரே தரவை ஒரே நேரத்தில் படிக்க அனுமதிக்கின்றன, ஆனால் எந்தவொரு பரிவர்த்தனையும் அதில் எழுதுவதைத் தடுக்கின்றன.
• பிரத்தியேக (எழுதுதல்) பூட்டுகள்: ஒரு பரிவர்த்தனைக்கு தரவை எழுதுவதற்கான பிரத்தியேக அணுகலை வழங்குகிறது, வேறு எந்த பரிவர்த்தனையும் அந்தத் தரவைப் படிக்கவோ எழுதவோ விடாமல் தடுக்கிறது.
• பூட்டு அளவு (Lock Granularity): பூட்டுகள் வெவ்வேறு நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படலாம் - வரி-நிலை, பக்க-நிலை, அல்லது அட்டவணை-நிலை. வரி-நிலை பூட்டுதல் அதிக ஒரேநேர செயல்பாட்டை வழங்குகிறது ஆனால் அதிக மேல்சுமையை ஏற்படுத்துகிறது.
• முட்டுக்கட்டை (Deadlocks): இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பரிவர்த்தனைகள் ஒன்றுக்கொன்று ஒரு பூட்டை விடுவிப்பதற்காகக் காத்திருக்கும் ஒரு நிலை, இது ஒரு தேக்க நிலைக்கு வழிவகுக்கிறது. தரவுத்தள அமைப்புகள் முட்டுக்கட்டை கண்டறிதல் மற்றும் தீர்க்கும் வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன (எ.கா., பரிவர்த்தனைகளில் ஒன்றை செயல்தவிர்த்தல்).

பல-பதிப்பு ஒரேநேர கட்டுப்பாடு (MVCC)

பல நவீன தரவுத்தள அமைப்புகள் (எ.கா., PostgreSQL, Oracle, சில NoSQL வகைகள்) ஒரேநேர செயல்பாட்டை மேம்படுத்த MVCC-ஐப் பயன்படுத்துகின்றன. வாசகர்களுக்காக தரவைப் பூட்டுவதற்குப் பதிலாக, MVCC ஒரு வரியின் பல பதிப்புகள் ஒரே நேரத்தில் இருக்க அனுமதிக்கிறது. ஒரு பரிவர்த்தனை தரவை மாற்றும்போது, ஒரு புதிய பதிப்பு உருவாக்கப்படுகிறது. வாசகர்கள் தரவின் பொருத்தமான வரலாற்றுப் பதிப்பை அணுகும்போது, எழுதுபவர்கள் சமீபத்திய பதிப்பில் செயல்படுகிறார்கள். இது படித்தல் பூட்டுகளின் தேவையை கணிசமாகக் குறைக்கிறது, வாசகர்களையும் எழுதுபவர்களையும் ஒருவரையொருவர் தடுக்காமல் ஒரே நேரத்தில் செயல்பட அனுமதிக்கிறது. இது பெரும்பாலும் சிறந்த செயல்திறனுக்கு வழிவகுக்கிறது, குறிப்பாக அதிகம் படிக்கப்படும் பணிச்சுமைகளில்.

தனிமைப்படுத்தல் நிலைகள் (SQL Standard)

SQL தரநிலை பல தனிமைப்படுத்தல் நிலைகளை வரையறுக்கிறது, இது உருவாக்குநர்கள் கடுமையான தனிமைப்படுத்தலுக்கும் செயல்திறனுக்கும் இடையில் ஒரு சமநிலையைத் தேர்வுசெய்ய அனுமதிக்கிறது. குறைந்த தனிமைப்படுத்தல் நிலைகள் அதிக ஒரேநேர செயல்பாட்டை வழங்குகின்றன ஆனால் பரிவர்த்தனைகளை சில தரவு முரண்பாடுகளுக்கு உட்படுத்தக்கூடும், அதே சமயம் உயர் நிலைகள் சாத்தியமான செயல்திறன் தடைகளின் விலையில் வலுவான உத்தரவாதங்களை வழங்குகின்றன.

• உறுதிசெய்யப்படாததைப் படித்தல் (Read Uncommitted): மிகக் குறைந்த தனிமைப்படுத்தல் நிலை. பரிவர்த்தனைகள் மற்ற பரிவர்த்தனைகளால் செய்யப்பட்ட உறுதிசெய்யப்படாத மாற்றங்களைப் படிக்கலாம் ("அழுக்கு வாசிப்புகள்" வழிவகுக்கும்). இது அதிகபட்ச ஒரேநேர செயல்பாட்டை வழங்குகிறது, ஆனால் சீரற்ற தரவுகளின் அதிக ஆபத்து காரணமாக அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• உறுதிசெய்யப்பட்டதைப் படித்தல் (Read Committed): அழுக்கு வாசிப்புகளைத் தடுக்கிறது (ஒரு பரிவர்த்தனை உறுதிசெய்யப்பட்ட பரிவர்த்தனைகளிலிருந்து மாற்றங்களை மட்டுமே பார்க்கிறது). இருப்பினும், இது "மீண்டும் படிக்க முடியாத வாசிப்புகள்" (ஒரு பரிவர்த்தனைக்குள் ஒரே வரியை இரண்டு முறை படிக்கும்போது இடையில் மற்றொரு பரிவர்த்தனை அந்த வரியில் ஒரு புதுப்பிப்பை உறுதிசெய்தால் வெவ்வேறு மதிப்புகள் கிடைப்பது) மற்றும் "மாய வாசிப்புகள்" (ஒரு பரிவர்த்தனைக்குள் இரண்டு முறை செயல்படுத்தப்பட்ட ஒரு வினவல், இடையில் மற்றொரு பரிவர்த்தனை ஒரு செருகு/நீக்கு செயல்பாட்டை உறுதிசெய்தால் வெவ்வேறு வரிசைகளின் தொகுப்பைத் தருவது) ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படலாம்.
• மீண்டும் படிக்கக்கூடியது (Repeatable Read): அழுக்கு வாசிப்புகள் மற்றும் மீண்டும் படிக்க முடியாத வாசிப்புகளைத் தடுக்கிறது. ஒரு பரிவர்த்தனை ஏற்கனவே படித்த வரிகளுக்கு அதே மதிப்புகளைப் படிக்கும் என்று உத்தரவாதம் அளிக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், மாய வாசிப்புகள் இன்னும் ஏற்படலாம் (எ.கா., ஒரு `COUNT(*)` வினவல் மற்றொரு பரிவர்த்தனையால் புதிய வரிகள் செருகப்பட்டால் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான வரிகளைத் தரக்கூடும்).
• வரிசைப்படுத்தக்கூடியது (Serializable): மிக உயர்ந்த மற்றும் கடுமையான தனிமைப்படுத்தல் நிலை. இது அழுக்கு வாசிப்புகள், மீண்டும் படிக்க முடியாத வாசிப்புகள் மற்றும் மாய வாசிப்புகளைத் தடுக்கிறது. பரிவர்த்தனைகள் வேறு எந்த பரிவர்த்தனைகளும் ஒரே நேரத்தில் இயங்காதது போல், வரிசையாகச் செயல்படுத்தப்படுவது போல் தோன்றும். இது வலுவான தரவு நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது ஆனால் விரிவான பூட்டுதல் காரணமாக பெரும்பாலும் அதிக செயல்திறன் மேல்சுமையுடன் வருகிறது.

தனிமைப்படுத்தலின் முக்கியத்துவத்திற்கான நடைமுறை எடுத்துக்காட்டுகள்

• இருப்பு மேலாண்மை: வெவ்வேறு நேர மண்டலங்களில் அமைந்துள்ள இரண்டு வாடிக்கையாளர்கள், ஒரு பிரபலமான பொருளின் கடைசியாகக் கிடைக்கும் ஒன்றை ஒரே நேரத்தில் வாங்க முயற்சிப்பதாகக் கற்பனை செய்து பாருங்கள். சரியான தனிமைப்படுத்தல் இல்லாமல், இருவரும் அந்தப் பொருள் கிடைப்பதாகப் பார்க்கலாம், இது அதிக விற்பனைக்கு வழிவகுக்கும். தனிமைப்படுத்தல் ஒரு பரிவர்த்தனை மட்டுமே பொருளை வெற்றிகரமாகப் பெறுவதை உறுதிசெய்கிறது, மற்றொன்று அது கிடைக்கவில்லை என்று தெரிவிக்கப்படுகிறது.
• நிதி அறிக்கை: ஒரு ஆய்வாளர் ஒரு பெரிய தரவுத்தளத்திலிருந்து நிதித் தரவைத் திரட்டும் ஒரு சிக்கலான அறிக்கையை இயக்குகிறார், அதே நேரத்தில், கணக்கியல் பரிவர்த்தனைகள் பல்வேறு பேரேடு உள்ளீடுகளை தீவிரமாகப் புதுப்பித்துக் கொண்டிருக்கின்றன. தனிமைப்படுத்தல் ஆய்வாளரின் அறிக்கை, நடந்துகொண்டிருக்கும் புதுப்பிப்புகளால் பாதிக்கப்படாமல், தரவின் ஒரு சீரான ஸ்னாப்ஷாட்டைப் பிரதிபலிப்பதை உறுதி செய்கிறது, இது துல்லியமான நிதி புள்ளிவிவரங்களை வழங்குகிறது.
• இருக்கை முன்பதிவு அமைப்பு: பல பயனர்கள் ஒரு கச்சேரி அல்லது விமானத்திற்கு ஒரே இருக்கையை முன்பதிவு செய்ய முயற்சிக்கின்றனர். தனிமைப்படுத்தல் இரட்டை முன்பதிவைத் தடுக்கிறது. ஒரு பயனர் ஒரு இருக்கைக்கான முன்பதிவு செயல்முறையைத் தொடங்கும்போது, அந்த இருக்கை தற்காலிகமாகப் பூட்டப்படுகிறது, முதல் பயனரின் பரிவர்த்தனை உறுதிசெய்யப்படும் வரை அல்லது செயல்தவிர்க்கப்படும் வரை மற்றவர்கள் அதைக் கிடைப்பதாகப் பார்ப்பதைத் தடுக்கிறது.

தனிமைப்படுத்தலுடன் உள்ள சவால்கள்

வலுவான தனிமைப்படுத்தலை அடைவது பொதுவாக செயல்திறனுடன் சமரசங்களை உள்ளடக்கியது. உயர் தனிமைப்படுத்தல் நிலைகள் அதிக பூட்டுதல் அல்லது பதிப்பக மேல்சுமையை அறிமுகப்படுத்துகின்றன, இது ஒரேநேர செயல்பாட்டையும் செயல்திறனையும் குறைக்கக்கூடும். உருவாக்குநர்கள் தங்கள் பயன்பாட்டின் குறிப்பிட்ட தேவைகளுக்குப் பொருத்தமான தனிமைப்படுத்தல் நிலையை கவனமாகத் தேர்வு செய்ய வேண்டும், தரவு நேர்மைத் தேவைகளை செயல்திறன் எதிர்பார்ப்புகளுடன் சமநிலைப்படுத்த வேண்டும்.

4. நீடித்து நிலைத்தல் (Durability): ஒருமுறை உறுதிசெய்யப்பட்டது, எப்போதும் உறுதிசெய்யப்பட்டது

நீடித்து நிலைத்தல் (Durability) ஒரு பரிவர்த்தனை வெற்றிகரமாக உறுதிசெய்யப்பட்டவுடன், அதன் மாற்றங்கள் நிரந்தரமானவை மற்றும் எந்தவொரு அடுத்தடுத்த கணினி தோல்விகளிலிருந்தும் தப்பிப்பிழைக்கும் என்று உத்தரவாதம் அளிக்கிறது. இதில் மின்வெட்டு, வன்பொருள் செயலிழப்பு, இயக்க முறைமை செயலிழப்பு, அல்லது தரவுத்தள அமைப்பு எதிர்பாராதவிதமாக மூடப்படக் காரணமான வேறு எந்தப் பேரழிவு அல்லாத நிகழ்வும் அடங்கும். உறுதிசெய்யப்பட்ட மாற்றங்கள் கணினி மறுதொடக்கம் செய்யப்படும்போது இருப்பதற்கும் மீட்டெடுக்கக்கூடியதாகவும் உத்தரவாதம் அளிக்கப்படுகிறது.

நீடித்து நிலைத்தலை செயல்படுத்துதல்: பதிவு செய்தல் மற்றும் மீட்பு

தரவுத்தள அமைப்புகள் வலுவான பதிவு செய்தல் மற்றும் மீட்பு வழிமுறைகள் மூலம் நீடித்து நிலைத்தலை அடைகின்றன:

• முன்கூட்டியே எழுதுதல் பதிவு (WAL) / Redo Logs / Transaction Logs: இது நீடித்து நிலைத்தலின் அடித்தளம். ஒரு உறுதிசெய்யப்பட்ட பரிவர்த்தனையால் வட்டில் உள்ள எந்தவொரு உண்மையான தரவுப் பக்கமும் மாற்றப்படுவதற்கு முன்பு, மாற்றங்கள் முதலில் மிகவும் நெகிழ்வான, வரிசையாக எழுதப்பட்ட பரிவர்த்தனை பதிவில் பதிவு செய்யப்படுகின்றன. இந்தப் பதிவு எந்தவொரு செயல்பாட்டையும் மீண்டும் செய்ய அல்லது செயல்தவிர்க்க போதுமான தகவல்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு கணினி செயலிழந்தால், தரவுத்தளம் இந்தப் பதிவைப் பயன்படுத்தி, இன்னும் முழுமையாக முக்கிய தரவுக் கோப்புகளுக்கு எழுதப்படாத அனைத்து உறுதிசெய்யப்பட்ட பரிவர்த்தனைகளையும் மீண்டும் இயக்கலாம் (redo), அவற்றின் மாற்றங்கள் இழக்கப்படவில்லை என்பதை உறுதிசெய்கிறது.
• சோதனைப் புள்ளி (Checkpointing): மீட்பு நேரத்தை மேம்படுத்த, தரவுத்தள அமைப்புகள் அவ்வப்போது சோதனைப் புள்ளிகளைச் செய்கின்றன. ஒரு சோதனைப் புள்ளியின் போது, அனைத்து அழுக்கு பக்கங்களும் (நினைவகத்தில் மாற்றப்பட்ட ஆனால் இன்னும் வட்டில் எழுதப்படாத தரவு பக்கங்கள்) வட்டுக்கு எழுதப்படுகின்றன. இது மறுதொடக்கம் செய்யும்போது மீட்பு செயல்முறை செய்ய வேண்டிய வேலையின் அளவைக் குறைக்கிறது, ஏனெனில் அது கடைசி வெற்றிகரமான சோதனைப் புள்ளியிலிருந்து பதிவு பதிவுகளை மட்டுமே செயல்படுத்த வேண்டும்.
• நிலையற்ற சேமிப்பு (Non-Volatile Storage): பரிவர்த்தனை பதிவுகள் பொதுவாக நிலையற்ற சேமிப்பகத்தில் (SSDகள் அல்லது பாரம்பரிய வன் தட்டுகள் போன்றவை) எழுதப்படுகின்றன, அவை மின் இழப்பைத் தாங்கக்கூடியவை, பெரும்பாலும் கூடுதல் பாதுகாப்பிற்காக தேவையற்ற வரிசைகளுடன் (RAID) இருக்கும்.
• பிரதிபலிப்பு மற்றும் காப்புப் பிரதி உத்திகள்: WAL ஒற்றை-முனை தோல்விகளைக் கையாளும் போது, பேரழிவு நிகழ்வுகளுக்கு (எ.கா., தரவு மையத் தோல்வி), நீடித்து நிலைத்தல் தரவுத்தள பிரதிபலிப்பு (எ.கா., முதன்மை-காத்திருப்பு உள்ளமைவுகள், புவியியல் பிரதிபலிப்பு) மற்றும் வழக்கமான காப்புப் பிரதிகள் மூலம் மேலும் மேம்படுத்தப்படுகிறது, இது முழு தரவு மீட்டமைப்பை அனுமதிக்கிறது.

நீடித்து நிலைத்தலின் நடைமுறை எடுத்துக்காட்டுகள்

• பணம் செலுத்துதல்: ஒரு வாடிக்கையாளரின் கட்டணம் வெற்றிகரமாகச் செயல்படுத்தப்பட்டு பரிவர்த்தனை உறுதிசெய்யப்பட்டால், வங்கியின் அமைப்பு இந்தப் கட்டணப் பதிவு நிரந்தரமானது என்று உத்தரவாதம் அளிக்கிறது. உறுதிசெய்யப்பட்ட உடனேயே கட்டண சர்வர் செயலிழந்தாலும், அமைப்பு மீண்டவுடன் வாடிக்கையாளரின் கணக்கில் கட்டணம் பிரதிபலிக்கும், இது நிதி இழப்பு அல்லது வாடிக்கையாளர் அதிருப்தியைத் தடுக்கிறது.
• முக்கியமான தரவுப் புதுப்பிப்புகள்: ஒரு நிறுவனம் அதன் முக்கிய ஊழியர் பதிவுகளை சம்பள மாற்றங்களுடன் புதுப்பிக்கிறது. புதுப்பிப்பு பரிவர்த்தனை உறுதிசெய்யப்பட்டவுடன், புதிய சம்பள புள்ளிவிவரங்கள் நீடித்து நிலைக்கின்றன. ஒரு திடீர் மின்வெட்டு இந்த முக்கியமான மாற்றங்கள் திரும்பப் பெறவோ அல்லது மறைந்துவிடவோ காரணமாகாது, இது துல்லியமான ஊதியப்பட்டியல் மற்றும் மனிதவளத் தரவை உறுதி செய்கிறது.
• சட்ட ஆவணக் காப்பகம்: ஒரு சட்ட நிறுவனம் அதன் தரவுத்தளத்தில் ஒரு முக்கியமான வாடிக்கையாளர் ஆவணத்தை காப்பகப்படுத்துகிறது. வெற்றிகரமான பரிவர்த்தனை உறுதிசெய்யப்பட்டவுடன், ஆவணத்தின் மெட்டாடேட்டா மற்றும் உள்ளடக்கம் நீடித்து நிலைத்ததாக சேமிக்கப்படுகிறது. எந்தவொரு கணினி செயலிழப்பும் இந்த காப்பகப்படுத்தப்பட்ட பதிவின் நிரந்தர இழப்புக்கு வழிவகுக்கக்கூடாது, இது சட்ட இணக்கம் மற்றும் செயல்பாட்டு நேர்மையைப் பாதுகாக்கிறது.

நீடித்து நிலைத்தலுடன் உள்ள சவால்கள்

வலுவான நீடித்து நிலைத்தலை செயல்படுத்துவது செயல்திறன் தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது, முக்கியமாக பரிவர்த்தனை பதிவுகளில் எழுதுதல் மற்றும் வட்டுக்குத் தரவை எழுதுவதன் I/O மேல்சுமை காரணமாக. பதிவு எழுதுதல்கள் தொடர்ந்து வட்டுக்கு ஒத்திசைக்கப்படுவதை உறுதி செய்வது (`fsync` அல்லது அதற்கு சமமான கட்டளைகளைப் பயன்படுத்தி) இன்றியமையாதது ஆனால் ஒரு தடையாக இருக்கலாம். நவீன சேமிப்பக தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் உகந்ததாக்கப்பட்ட பதிவு வழிமுறைகள் நீடித்து நிலைத்தல் உத்தரவாதங்களை கணினி செயல்திறனுடன் சமநிலைப்படுத்த தொடர்ந்து முயல்கின்றன.

நவீன தரவுத்தள அமைப்புகளில் ACID-ஐ செயல்படுத்துதல்

ACID பண்புகளின் செயலாக்கம் மற்றும் பின்பற்றுதல் வெவ்வேறு வகையான தரவுத்தள அமைப்புகளில் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன:

உறவுநிலை தரவுத்தளங்கள் (RDBMS)

MySQL, PostgreSQL, Oracle Database, மற்றும் Microsoft SQL Server போன்ற பாரம்பரிய உறவுநிலை தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்புகள் (RDBMS) ACID இணக்கமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை பரிவர்த்தனை மேலாண்மைக்கான அளவுகோலாக உள்ளன, தரவு நேர்மையை உறுதிப்படுத்த பூட்டுதல், MVCC, மற்றும் முன்கூட்டியே எழுதுதல் பதிவு ஆகியவற்றின் வலுவான செயலாக்கங்களை வழங்குகின்றன. RDBMS உடன் பணிபுரியும் உருவாக்குநர்கள் பொதுவாக தங்கள் பயன்பாட்டு தர்க்கத்திற்கு ACID இணக்கத்தை உறுதிப்படுத்த தரவுத்தளத்தின் உள்ளமைக்கப்பட்ட பரிவர்த்தனை மேலாண்மை அம்சங்களை (எ.கா., `BEGIN TRANSACTION`, `COMMIT`, `ROLLBACK` அறிக்கைகள்) நம்பியுள்ளனர்.

NoSQL தரவுத்தளங்கள்

RDBMS-க்கு மாறாக, பல ஆரம்பகால NoSQL தரவுத்தளங்கள் (எ.கா., Cassandra, ஆரம்பகால MongoDB பதிப்புகள்) கடுமையான நிலைத்தன்மையை விட கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் பகிர்வு சகிப்புத்தன்மைக்கு முன்னுரிமை அளித்தன, பெரும்பாலும் BASE (அடிப்படையில் கிடைக்கும், மென்மையான நிலை, இறுதியில் சீரானது) பண்புகளைப் பின்பற்றின. அவை பரவலாக்கப்பட்ட சூழல்களில் பாரிய அளவிடுதல் மற்றும் உயர் கிடைக்கும் தன்மைக்காக வடிவமைக்கப்பட்டன, அங்கு பல முனைகளில் வலுவான ACID உத்தரவாதங்களை அடைவது மிகவும் சவாலானதாகவும் செயல்திறன் மிகுந்ததாகவும் இருக்கும்.

• இறுதி நிலைத்தன்மை (Eventual Consistency): பல NoSQL தரவுத்தளங்கள் இறுதி நிலைத்தன்மையை வழங்குகின்றன, அதாவது ஒரு குறிப்பிட்ட தரவு உருப்படிக்கு புதிய புதுப்பிப்புகள் செய்யப்படாவிட்டால், இறுதியில் அந்த உருப்படிக்கான அனைத்து அணுகல்களும் கடைசியாகப் புதுப்பிக்கப்பட்ட மதிப்பையே தரும். இது சில பயன்பாட்டு நிகழ்வுகளுக்கு (எ.கா., சமூக ஊடக ஊட்டங்கள்) ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கது, ஆனால் மற்றவற்றுக்கு (எ.கா., நிதி பரிவர்த்தனைகள்) அல்ல.
• வளர்ந்து வரும் போக்குகள் (NewSQL மற்றும் புதிய NoSQL பதிப்புகள்): சூழல் மாறிக்கொண்டிருக்கிறது. CockroachDB மற்றும் TiDB போன்ற தரவுத்தளங்கள் (பெரும்பாலும் NewSQL என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன) NoSQL-இன் கிடைமட்ட அளவிடுதலையும் RDBMS-இன் வலுவான ACID உத்தரவாதங்களையும் இணைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. மேலும், MongoDB மற்றும் Apache CouchDB போன்ற பல நிறுவப்பட்ட NoSQL தரவுத்தளங்கள் சமீபத்திய பதிப்புகளில் தங்கள் பரிவர்த்தனை திறன்களை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளன அல்லது கணிசமாக மேம்படுத்தியுள்ளன, ஒரே பிரதிபலிப்புத் தொகுப்பிற்குள் அல்லது பகிர்வு செய்யப்பட்ட கிளஸ்டர்களிலும் பல-ஆவண ACID பரிவர்த்தனைகளை வழங்குகின்றன, இது பரவலாக்கப்பட்ட NoSQL சூழல்களுக்கு வலுவான நிலைத்தன்மை உத்தரவாதங்களைக் கொண்டுவருகிறது.

பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்புகளில் ACID: சவால்கள் மற்றும் தீர்வுகள்

தரவு பல முனைகள் அல்லது சேவைகளில் பரவிக் கிடக்கும் பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்புகளில் ACID பண்புகளைப் பராமரிப்பது கணிசமாக மிகவும் சிக்கலானதாகிறது. நெட்வொர்க் தாமதம், பகுதி தோல்விகள், மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு மேல்சுமை ஆகியவை கடுமையான ACID இணக்கத்தை சவாலானதாக ஆக்குகின்றன. இருப்பினும், பல்வேறு வடிவங்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்கள் இந்த சிக்கல்களைத் தீர்க்கின்றன:

• இரு-கட்ட உறுதிப்படுத்தல் (2PC): பரவலாக்கப்பட்ட பங்கேற்பாளர்களிடையே அணுவியல் உறுதிப்படுத்தலை அடைவதற்கான ஒரு உன்னதமான நெறிமுறை. இது அணுவியல் மற்றும் நீடித்து நிலைத்தலை உறுதிசெய்தாலும், இது செயல்திறன் தடைகளால் (ஒத்திசைவான செய்தி அனுப்புதல் காரணமாக) மற்றும் கிடைக்கும் தன்மை சிக்கல்களால் (ஒருங்கிணைப்பாளர் தோல்வியுற்றால்) பாதிக்கப்படலாம்.
• சாகாஸ் முறை (Sagas Pattern): நீண்டகால, பரவலாக்கப்பட்ட பரிவர்த்தனைகளுக்கான ஒரு மாற்று, குறிப்பாக மைக்ரோ சர்வீசஸ் கட்டமைப்புகளில் பிரபலமானது. ஒரு சாகா என்பது உள்ளூர் பரிவர்த்தனைகளின் ஒரு வரிசையாகும், அங்கு ஒவ்வொரு உள்ளூர் பரிவர்த்தனையும் அதன் சொந்த தரவுத்தளத்தைப் புதுப்பித்து ஒரு நிகழ்வை வெளியிடுகிறது. ஒரு படி தோல்வியுற்றால், முந்தைய வெற்றிகரமான படிகளின் விளைவுகளை செயல்தவிர்க்க ஈடுசெய்யும் பரிவர்த்தனைகள் செயல்படுத்தப்படுகின்றன. சாகாஸ் இறுதி நிலைத்தன்மையையும் அணுவியலையும் வழங்குகின்றன ஆனால் செயல்தவிர்ப்பு தர்க்கத்திற்கு கவனமான வடிவமைப்பு தேவைப்படுகிறது.
• பரவலாக்கப்பட்ட பரிவர்த்தனை ஒருங்கிணைப்பாளர்கள்: சில கிளவுட் தளங்கள் மற்றும் நிறுவன அமைப்புகள் பரவலாக்கப்பட்ட பரிவர்த்தனைகளை எளிதாக்கும் நிர்வகிக்கப்பட்ட சேவைகள் அல்லது கட்டமைப்புகளை வழங்குகின்றன, இது அடிப்படை சிக்கல்களில் சிலவற்றை மறைக்கிறது.

சரியான அணுகுமுறையைத் தேர்ந்தெடுப்பது: ACID மற்றும் செயல்திறனை சமநிலைப்படுத்துதல்

ACID பண்புகளைச் செயல்படுத்துவதா, எப்படிச் செயல்படுத்துவது என்ற முடிவு ஒரு முக்கியமான கட்டமைப்புத் தேர்வாகும். ஒவ்வொரு பயன்பாட்டிற்கும் மிக உயர்ந்த அளவிலான ACID இணக்கம் தேவையில்லை, மேலும் தேவையில்லாமல் அதற்காக முயற்சிப்பது குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறன் மேல்சுமையை அறிமுகப்படுத்தலாம். உருவாக்குநர்கள் மற்றும் கட்டிடக் கலைஞர்கள் தங்கள் குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு நிகழ்வுகளை கவனமாக மதிப்பீடு செய்ய வேண்டும்:

• முக்கிய அமைப்புகள்: நிதி பரிவர்த்தனைகள், மருத்துவப் பதிவுகள், இருப்பு மேலாண்மை, அல்லது சட்ட ஆவணங்களைக் கையாளும் பயன்பாடுகளுக்கு, தரவுச் சிதைவைத் தடுக்கவும் ஒழுங்குமுறை இணக்கத்தை உறுதிப்படுத்தவும் வலுவான ACID உத்தரவாதங்கள் (பெரும்பாலும் வரிசைப்படுத்தக்கூடிய தனிமைப்படுத்தல்) தவிர்க்க முடியாதவை. இந்தச் சூழ்நிலைகளில், நிலைத்தன்மையின்மையின் விலை செயல்திறன் மேல்சுமையை விட மிக அதிகம்.
• அதிக செயல்திறன், இறுதியில் சீரான அமைப்புகள்: சமூக ஊடக ஊட்டங்கள், பகுப்பாய்வு டாஷ்போர்டுகள், அல்லது சில IoT தரவுக் குழாய்கள் போன்ற அமைப்புகளுக்கு, நிலைத்தன்மையில் சிறிய தாமதங்கள் ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கதாகவும், தரவு இறுதியில் தன்னைத்தானே சரிசெய்துகொள்ளும் இடங்களிலும், கிடைக்கும் தன்மையையும் செயல்திறனையும் அதிகரிக்க பலவீனமான நிலைத்தன்மை மாதிரிகள் (இறுதி நிலைத்தன்மை போன்றவை) மற்றும் குறைந்த தனிமைப்படுத்தல் நிலைகள் தேர்ந்தெடுக்கப்படலாம்.
• சமரசங்களைப் புரிந்துகொள்ளுதல்: வெவ்வேறு தனிமைப்படுத்தல் நிலைகளின் தாக்கங்களைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியம். எடுத்துக்காட்டாக, `READ COMMITTED` பல பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு நல்ல சமநிலையாகும், இது ஒரேநேர செயல்பாட்டை அதிகமாகக் கட்டுப்படுத்தாமல் அழுக்கு வாசிப்புகளைத் தடுக்கிறது. இருப்பினும், உங்கள் பயன்பாடு ஒரு பரிவர்த்தனைக்குள் ஒரே தரவை பலமுறைப் படிப்பதையும் ஒரே மாதிரியான முடிவுகளை எதிர்பார்ப்பதையும் நம்பியிருந்தால், `REPEATABLE READ` அல்லது `SERIALIZABLE` தேவைப்படலாம்.
• பயன்பாட்டு-நிலை தரவு நேர்மை: சில நேரங்களில், அடிப்படை நேர்மை விதிகள் (எ.கா., பூஜ்யமற்ற சோதனைகள்) தரவு தரவுத்தளத்தை அடையும் முன்பே பயன்பாட்டு மட்டத்தில் செயல்படுத்தப்படலாம். இது ACID-க்கான தரவுத்தள-நிலை கட்டுப்பாடுகளை மாற்றாது என்றாலும், இது தரவுத்தளத்தின் சுமையைக் குறைத்து பயனர்களுக்கு விரைவான பின்னூட்டத்தை வழங்க முடியும்.

CAP தேற்றம், முக்கியமாக பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்புகளுக்குப் பொருந்தினாலும், இந்த அடிப்படை சமரசத்தை அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகிறது: ஒரு பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்பு மூன்று பண்புகளில் இரண்டை மட்டுமே உத்தரவாதம் அளிக்க முடியும் - நிலைத்தன்மை, கிடைக்கும் தன்மை, மற்றும் பகிர்வு சகிப்புத்தன்மை. ACID சூழலில், இது சரியான, உலகளாவிய, நிகழ்நேர நிலைத்தன்மை பெரும்பாலும் கிடைக்கும் தன்மையின் இழப்பில் வருகிறது அல்லது அமைப்புகள் பரவலாக்கப்பட்டிருக்கும்போது சிக்கலான, அதிக மேல்சுமை கொண்ட தீர்வுகள் தேவை என்பதை நமக்கு நினைவூட்டுகிறது.

பரிவர்த்தனை மேலாண்மைக்கான சிறந்த நடைமுறைகள்

திறமையான பரிவர்த்தனை மேலாண்மை வெறுமனே தரவுத்தளத்தை நம்பியிருப்பதைத் தாண்டியது; இது சிந்தனைமிக்க பயன்பாட்டு வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு ஒழுக்கத்தை உள்ளடக்கியது:

• பரிவர்த்தனைகளைச் சுருக்கமாக வைத்திருங்கள்: பரிவர்த்தனைகளை முடிந்தவரை சுருக்கமாக வடிவமைக்கவும். நீண்ட பரிவர்த்தனைகள் பூட்டுகளை நீண்ட காலத்திற்கு வைத்திருக்கின்றன, இது ஒரேநேர செயல்பாட்டைக் குறைத்து முட்டுக்கட்டைகளின் வாய்ப்பை அதிகரிக்கிறது.
• பூட்டுப் போட்டியை குறைக்கவும்: முட்டுக்கட்டைகளைத் தடுக்க உதவும் வகையில் பரிவர்த்தனைகள் முழுவதும் ஒரு நிலையான வரிசையில் பகிரப்பட்ட வளங்களை அணுகவும். தேவையற்றதைப் பூட்டாதீர்கள், முடிந்தவரை குறுகிய காலத்திற்கு மட்டுமே.
• பொருத்தமான தனிமைப்படுத்தல் நிலைகளைத் தேர்வுசெய்யுங்கள்: ஒவ்வொரு செயல்பாட்டின் தரவு நேர்மைத் தேவைகளைப் புரிந்துகொண்டு, அந்தத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் மிகக் குறைந்த தனிமைப்படுத்தல் நிலையைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். `READ COMMITTED` போதுமானதாக இருந்தால் `SERIALIZABLE`-க்கு இயல்பாகச் செல்ல வேண்டாம்.
• பிழைகள் மற்றும் செயல்தவிர்த்தல்களைக் கையாளுங்கள்: உங்கள் பயன்பாட்டுக் குறியீட்டில் வலுவான பிழை கையாளுதலைச் செயல்படுத்தி, பரிவர்த்தனை தோல்விகளைக் கண்டறிந்து உடனடியாகச் செயல்தவிர்த்தல்களைத் தொடங்கவும். பரிவர்த்தனைகள் தோல்வியடையும்போது பயனர்களுக்குத் தெளிவான பின்னூட்டத்தை வழங்கவும்.
• தொகுதி செயல்பாடுகளை உத்தியாகக் கையாளுங்கள்: பெரிய தரவுச் செயலாக்கப் பணிகளுக்கு, அவற்றை சிறிய, நிர்வகிக்கக்கூடிய பரிவர்த்தனைகளாகப் பிரிப்பதைக் கவனியுங்கள். இது ஒரு ஒற்றைத் தோல்வியின் தாக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது மற்றும் பரிவர்த்தனை பதிவுகளைச் சிறியதாக வைத்திருக்கிறது.
• பரிவர்த்தனை நடத்தையை கடுமையாக சோதிக்கவும்: உங்கள் பயன்பாடு மற்றும் தரவுத்தளம் அழுத்தத்தின் கீழ் பரிவர்த்தனைகளைச் சரியாகக் கையாளுகின்றனவா என்பதை உறுதிப்படுத்த, சோதனையின் போது ஒரே நேரத்தில் அணுகல் மற்றும் பல்வேறு தோல்விச் சூழ்நிலைகளை உருவகப்படுத்தவும்.
• உங்கள் தரவுத்தளத்தின் குறிப்பிட்ட செயலாக்கத்தைப் புரிந்து கொள்ளுங்கள்: ஒவ்வொரு தரவுத்தள அமைப்பிலும் அதன் ACID செயலாக்கத்தில் நுணுக்கங்கள் உள்ளன (எ.கா., MVCC எவ்வாறு செயல்படுகிறது, இயல்புநிலை தனிமைப்படுத்தல் நிலைகள்). உகந்த செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மைக்கு இந்த விவரங்களுடன் உங்களைப் பழக்கப்படுத்திக்கொள்ளுங்கள்.

முடிவுரை: ACID-இன் நீடித்த மதிப்பு

ACID பண்புகள் – அணுவியல், நிலைத்தன்மை, தனிமைப்படுத்தல், மற்றும் நீடித்து நிலைத்தல் – வெறும் கோட்பாட்டுக் கருத்துக்கள் அல்ல; அவை நம்பகமான தரவுத்தள அமைப்புகள் மற்றும் அதன் மூலம், உலகெங்கிலும் உள்ள நம்பகமான டிஜிட்டல் சேவைகள் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ள அடிப்படை அடித்தளமாகும். அவை நமது தரவை நம்புவதற்குத் தேவையான உத்தரவாதங்களை வழங்குகின்றன, பாதுகாப்பான நிதி பரிவர்த்தனைகள் முதல் துல்லியமான அறிவியல் ஆராய்ச்சி வரை அனைத்தையும் சாத்தியமாக்குகின்றன.

கட்டமைப்புச் சூழல் தொடர்ந்து வளர்ந்து வரும் நிலையில், பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்புகள் மற்றும் பல்வேறு தரவுக் களஞ்சியங்கள் பெருகி வரும் நிலையில், ACID-இன் அடிப்படைக் கொள்கைகள் மிகவும் பொருத்தமானதாகவே இருக்கின்றன. புதிய NoSQL மற்றும் NewSQL சலுகைகள் உட்பட நவீன தரவுத்தளத் தீர்வுகள், மிகவும் பரவலாக்கப்பட்ட சூழல்களிலும் ACID போன்ற உத்தரவாதங்களை வழங்குவதற்கான புதுமையான வழிகளைக் கண்டறிந்து வருகின்றன, பல முக்கியமான பயன்பாடுகளுக்கு தரவு நேர்மை என்பது தவிர்க்க முடியாத தேவை என்பதை உணர்ந்துள்ளன.

ACID பண்புகளைப் புரிந்துகொண்டு சரியாகச் செயல்படுத்துவதன் மூலம், உருவாக்குநர்கள் மற்றும் தரவு நிபுணர்கள் தோல்விகளைத் தாங்கும், தரவுத் துல்லியத்தைப் பராமரிக்கும், மற்றும் சீரான நடத்தையை உறுதிசெய்யும் நெகிழ்வான அமைப்புகளை உருவாக்க முடியும், நமது உலகப் பொருளாதாரத்தையும் அன்றாட வாழ்க்கையையும் இயக்கும் தகவல்களின் பரந்த கடல்களில் நம்பிக்கையை வளர்க்க முடியும். ACID-இல் தேர்ச்சி பெறுவது என்பது தொழில்நுட்ப அறிவைப் பற்றியது மட்டுமல்ல; இது டிஜிட்டல் எதிர்காலத்தில் நம்பிக்கையை உருவாக்குவதைப் பற்றியது.