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Gerenciamento de transações
O que é gerenciamento de transações?
Publicado: 5 de abril de 2024
Com a contribuição de: Josh Schneider, Ian Smalley
O gerenciamento de transações é um processo integral dos sistemas de gerenciamento de banco de dados (DBMS) durante o qual os softwares de gerenciamento de transações supervisionam, coordenam e executam todas as tentativas de transações.
O software de gerenciamento de transações para automação do fluxo de trabalho é uma parte essencial de qualquer setor que envolva o processamento de transações, incluindo comércio eletrônico, finanças, hotelaria e qualquer negócio que exija o gerenciamento preciso de bancos de dados.
Essencialmente, o software de gerenciamento de transações depende do conceito de atomicidade para definir uma transação singular como uma série de operações que devem ser todas concluídas, ou nenhuma será considerada concluída. Em outras palavras, para manter a consistência dos dados, um sistema de gerenciamento de transações garante que uma transação nunca possa ser parcialmente concluída.
Por exemplo, quando uma pessoa tenta sacar dinheiro em um caixa eletrônico, um software de gerenciamento de transações processa as consultas e alterações necessárias no banco de dados para verificar o saldo de sua conta, subtrair o valor solicitado, atualizar os registros do banco e liberar o dinheiro dispensado. Todas essas etapas são consideradas como uma nova transação, e o sistema de gerenciamento de transações garante que todo o processo seja concluído para evitar inconsistências no banco de dados e preservar a exatidão dos registros.
Durante uma transação, o estado do banco de dados correlacionado está em fluxo e é considerado inconsistente. Durante esse período, uma transação pode executar qualquer número de operações de leitura e/ou gravação, seja lendo o banco de dados para fornecer informações (como verificar o saldo de uma conta bancária) e/ou gravando novas informações no banco de dados (como atualizar o saldo de uma conta após um saque). Somente depois que a transação for totalmente concluída, o banco de dados poderá retornar a um novo estado consistente.
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O princípio da atomicidade permite que o software de gerenciamento de transações trate séries discretas de operações como transações singulares, protegendo a integridade do banco de dados.
A atomicidade evita erros que poderiam surgir de transações incompletas ou interrompidas. Voltando ao exemplo do caixa eletrônico, a atomicidade impede que uma transação debite dinheiro da conta bancária de um usuário antes do dinheiro efetivamente sair da máquina. Caso algo como uma falha no sistema impeça a saída de dinheiro do caixa eletrônico, toda a transação será abortada e nenhuma alteração será feita no banco de dados ou na conta do usuário.
Enquanto a transação estiver em andamento e o banco de dados estiver em fluxo, a transação pode ser dividida em vários estados sequenciais de transação.
Quando uma transação começa, ela entra em um estado ativo durante o qual as operações de leitura e gravação do banco de dados podem ocorrer.
Depois que todas as etapas necessárias da transação forem concluídas, a transação será considerada apenas parcialmente confirmada até que o banco de dados mestre seja atualizado.
Depois que a transação é concluída com êxito, ela é confirmada no banco de dados, inserindo um estado confirmado.
Quando uma transação não consegue executar uma ou mais de suas operações ou é interrompida, ela é considerada como um estado de falha. Uma transação com falha acionará uma reversão, que desfaz quaisquer alterações no banco de dados em andamento.
Uma transação no estado encerrado — o estado final de todas as transações — é retirada do sistema e não pode mais realizar nenhuma operação no banco de dados.
Todas as transações começam em um estado ativo e, se não houver problemas, elas avançam para os estados parcialmente confirmado, confirmado e encerrado. Se surgir um problema durante o processamento da transação, a transação entrará no estado de falha e reverterá toda e qualquer alteração feita durante o curso da transação. A transação pode então tentar novamente ser executada ou abortada. Quer sejam abortadas ou confirmadas, todas as transações confirmadas passam para um estado encerrado no fim das contas, liberando recursos para o DBMS processar novas transações.
No campo do gerenciamento de banco de dados, a atomicidade é apenas uma das quatro propriedades cruciais necessárias para manter a integridade do banco de dados. Resumidas na sigla ACID, as quatro propriedades são atomicidade, consistência, isolamento e durabilidade:
- Atomicidade: as transações são tratadas como unidades únicas de operação que podem ser inteiramente executadas ou não, sem que nenhum estado intermediário seja confirmado no banco de dados mestre.
- Consistência: o banco de dados deve permanecer em um estado consistente para que todo usuário que verifique o banco de dados tenha acesso às informações mais recentes e precisas.
- Isolamento: as transações devem ser processadas isoladamente umas das outras. Quando as informações de uma transação simultânea são relevantes para outra transação, podem ser implementados níveis de isolamento para facilitar a execução adequada da transação. Os níveis de isolamento comuns incluem leitura não confirmada, leitura confirmada, leitura repetível e serializável.
- Durabilidade: as transações devem ser duráveis no sentido de que todas as transações concluídas são preservadas pelo DBMS e não serão perdidas em caso de falha do sistema.
Os sistemas de gerenciamento de transações, uma faceta do DBMS, dependem de uma série de tecnologias e softwares de banco de dados que oferecem vários graus de otimizações, como automações, modelos e listas de verificação. Fornecedores como IBM, Microsoft e Oracle oferecem uma grande variedade de soluções de gerenciamento de transações a preços competitivos. As tecnologias mais amplas de gerenciamento de transações incluem as seguintes:
Linguagem de consulta estruturada (SQL)
SQL é a linguagem de programação padrão para armazenar e processar informações em um banco de dados relacional. Os comandos SQL típicos incluem BEGIN TRANSACTION, COMMIT e ROLLBACK.
Java Transaction API (JTA)
A JTA é a interface de programação de aplicativos (API) padrão para aplicações corporativas, permitindo que aplicações de gerenciamento de transações se comuniquem com outros tipos de aplicações, incluindo bancos de dados e sistemas de mensagens, garantindo atomicidade e consistência.
Benefícios e casos de uso do gerenciamento de transações
Vários setores dependem do gerenciamento de transações para gerenciar de forma eficaz e eficiente os bancos de dados relacionais e os importantes recursos operacionais que eles representam, tanto físicos (inventário) quanto efêmeros (informações).
Veja a seguir uma breve lista de casos de uso comuns de gerenciamento de transações.
Os serviços financeiros, incluindo empresas de corretagem e instituições bancárias, dependem da gestão de transações não só nas suas operações diárias, mas também nos seus negócios de microssegundos a microssegundos. Sem o gerenciamento de transações, produtos comuns como contas correntes modernas e plataformas de negociação de ações não seriam viáveis.
Nas plataformas de varejo on-line, o gerenciamento de transações facilita o processamento de pedidos, pagamentos e gerenciamento de estoques para atender efetivamente aos pedidos de comércio eletrônico.
No complicado mundo imobiliário, os coordenadores profissionais de transações contam com um software de gerenciamento de transações para simplificar a compra, venda e locação de imóveis.
Os sistemas de CRM, como o Salesforce, são essenciais para que as grandes organizações rastreiem e gerenciem leads, interações com clientes, pedidos de vendas e uma ampla gama de pontos de contato adicionais que se tornaram acessíveis por meio do DBSM e do gerenciamento de transações.
O gerenciamento de transações é uma parte essencial de muitas operações comerciais modernas. No entanto, o gerenciamento confiável de transações deve ser capaz de mitigar certos desafios críticos:
- Gerenciamento de dependências: os sistemas de gerenciamento de transações devem estar equipados para gerenciar dependências de transações para evitar situações de impasse nas quais uma ou mais transações individuais fiquem travadas aguardando a liberação de informações de outra transação.
- Recuperação de falhas do sistema: no caso de falhas no sistema, os sistemas de gerenciamento de transações precisam ser duráveis o suficiente para restaurar o banco de dados para um estado consistente.
- Processamento em tempo real: nas transações dependentes em tempo real, como mecanismos de negociação de ações e preços, os sistemas de processamento de transações devem ser capazes de lidar com grandes volumes de transações de forma eficiente e com baixa latência.
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