Was ist Transaktionsmanagement?
Transaktionsmanagement ist ein integraler Prozess von Datenbankmanagementsystemen (DBMS), bei dem Transaktionsmanagement-Software jede einzelne versuchte Transaktion überwacht, koordiniert und ausführt.
Transaktionsmanagement-Software für die Automatisierung von Workflows ist ein entscheidender Bestandteil jeder Branche, die mit Transaktionsverarbeitung zu tun hat, einschließlich E-Commerce, Finanzwesen,Gastgewerbe und alle Unternehmen, die eine genaue Datenbankverwaltung benötigen.
Entscheidend ist, dass Transaktionsmanagement-Software sich auf das Konzept der Atomarität stützt, um eine einzelne Transaktion als eine Reihe von Vorgängen zu definieren, die alle abgeschlossen sein müssen, ansonsten gilt keine Transaktion als abgeschlossen. Mit anderen Worten, um die Datenkonsistenz aufrechtzuerhalten, sorgt ein Transaktionsmanagementsystem dafür, dass eine Transaktion niemals teilweise abgeschlossen werden kann.
Wenn zum Beispiel eine Person versucht, Geld von einem Geldautomaten abzuheben, verarbeitet die Transaktionsmanagement-Software die notwendigen Datenbankabfragen und Änderungen, um den Kontostand zu prüfen, den angeforderten Betrag abzuziehen, die Bankdaten zu aktualisieren und das ausgegebene Bargeld freizugeben. Alle diese Schritte werden als eine neue Transaktion betrachtet, und das Transaktionsmanagementsystem sorgt dafür, dass der gesamte Prozess abgeschlossen wird, um Unstimmigkeiten in der Datenbank der Bank zu vermeiden und ein korrektes Hauptbuch zu gewährleisten.
Während einer Transaktion ist der Zustand der korrelierenden Datenbank im Fluss und gilt als inkonsistent. Während dieser Zeit kann eine Transaktion eine beliebige Anzahl von Lese- und/oder Schreiboperationen durchführen, indem sie entweder die Datenbank liest, um Informationen bereitzustellen (z. B. die Überprüfung eines Kontostands) und/oder neue Informationen in die Datenbank schreibt (z. B. die Aktualisierung eines Kontostands nach einer Abhebung). Erst wenn die Transaktion vollständig abgeschlossen ist, kann die Datenbank in einen neuen konsistenten Zustand zurückkehren.
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Das Prinzip der Atomarität ermöglicht es der Transaktionsverwaltungssoftware, diskrete Reihen von Operationen als einzelne Transaktionen zu behandeln und dabei die Integrität der Datenbank zu gewährleisten.
Atomarität verhindert Fehler, die durch unvollständige oder unterbrochene Transaktionen entstehen könnten. Um auf das Beispiel des Geldautomaten zurückzukommen: Atomarität verhindert, dass eine Transaktion Geld vom Bankkonto des Benutzers abbucht, bevor das eigentliche Bargeld ausgegeben wird. Sollte ein Systemabsturz dazu führen, dass der Geldautomat das Geld nicht mehr auszahlen kann, wird die gesamte Transaktion abgebrochen und es werden keine Änderungen an der Datenbank oder dem Konto des Benutzers vorgenommen.
Während die Transaktion ausgeführt wird und die Datenbank im Fluss ist, kann die Transaktion in eine Reihe von sequenziellen Transaktionszuständen unterteilt werden.
Sobald eine Transaktion beginnt, geht sie in einen aktiven Zustand über, in dem Lese- und Schreibvorgänge in der Datenbank stattfinden können.
Sobald alle notwendigen Schritte einer Transaktion abgeschlossen sind, gilt die Transaktion als nur teilweise bestätigt, bis die Master-Datenbank aktualisiert wird.
Nachdem eine Transaktion erfolgreich abgeschlossen wurde, wird sie an die Datenbank übergeben und wechselt in einen bestätigten Zustand.
Wenn eine Transaktion eine oder mehrere ihrer Operationen nicht ausführen kann oder abgebrochen wird, wird davon ausgegangen, dass sie sich in einem fehlgeschlagenen Zustand befindet. Eine fehlgeschlagene Transaktion löst ein Rollback aus, das alle laufenden Datenbankänderungen rückgängig macht.
Der endgültige Zustand für alle Transaktionen. Eine Transaktion, die sich im Zustand terminated befindet, wird aus dem System genommen und kann keine Datenbankoperationen mehr durchführen.
Alle Transaktionen beginnen in einem aktiven Zustand. Wenn es keine Probleme gibt, gehen sie in einen teilweise bestätigten, bestätigten und dann beendeten Zustand über. Sollte während der Verarbeitung der Transaktion ein Problem auftreten, geht die Transaktion in den Status „fehlgeschlagen“ über und macht alle im Laufe der Transaktion vorgenommenen Änderungen rückgängig. Die Transaktion kann dann erneut ausgeführt oder abgebrochen werden. Unabhängig davon, ob sie abgebrochen oder festgeschrieben wurden, gehen alle festgeschriebenen Transaktionen schließlich in einen beendeten Zustand über, wodurch Ressourcen für das DBMS zur Verarbeitung neuer Transaktionen frei werden.
Im Bereich der Datenbankverwaltung ist die Atomarität nur eine von vier entscheidenden Eigenschaften, die für die Aufrechterhaltung der Datenbankintegrität notwendig sind. Die vier Eigenschaften, die mit dem Akronym ACID bezeichnet werden, sind Atomarität (Atomicity), Konsistenz (Consistency), Isolation (Isolation) und Haltbarkeit (Durability):
- Atomarität: Transaktionen werden als einzelne Operationseinheiten behandelt, die entweder vollständig oder gar nicht ausgeführt werden können, ohne dass jemals ein Zwischenzustand in die Master-Datenbank übertragen wird.
- Konsistenz: Eine Datenbank muss in einem konsistenten Zustand bleiben, damit jeder Benutzer, der die Datenbank überprüft, Zugriff auf die neuesten und genauen Informationen hat.
- Isolation: Transaktionen müssen isoliert voneinander verarbeitet werden. Wenn Informationen aus einer konkurrierenden Transaktion für eine andere Transaktion relevant sind, können Transaktionsisolierungsebenen implementiert werden, um die ordnungsgemäße Ausführung der Transaktion zu erleichtern. Zu den gängigen Isolationsebenen gehören „Lesen nicht bestätigt“ (read uncommitted) , „Lesen bestätigt“ (read committed), „Wiederholbares Lesen“ (repeatable read) und „Serialisierbar“ (serializable).
- Haltbarkeit: Transaktionen müssen in dem Sinne dauerhaft sein, dass alle abgeschlossenen Transaktionen vom DBMS aufbewahrt werden und im Falle eines Systemausfalls nicht verloren gehen.
Als eine Facette von DBMS stützen sich Transaktionsmanagementsysteme auf eine Reihe von Datenbanktechnologien und -software, die verschiedene Optimierungsgrade bieten, wie z. B. Automatisierungen, Vorlagen und Checklisten. Anbieter wie IBM, Microsoft und Oracle bieten eine Reihe von Transaktionsmanagementlösungen zu wettbewerbsfähigen Preisen an. Zu den umfassenderen Transaktionsmanagement-Technologien gehören die folgenden.
Strukturierte Abfragesprache (Structured Query Language, SQL)
SQL ist die Standardprogrammiersprache zum Speichern und Verarbeiten von Informationen in einer relationalen Datenbank. Typische SQL-Befehle sind BEGIN TRANSACTION, COMMIT und ROLLBACK.
Java-Transaktions-API (JTA)
JTA ist die standardmäßige Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) für Unternehmensanwendungen, die es Anwendungen zur Transaktionsverwaltung ermöglicht, mit anderen Anwendungstypen, einschließlich Datenbanken und Messaging-Systemen, zu kommunizieren und dabei Atomarität und Konsistenz zu gewährleisten.
Verschiedene Branchen sind auf Transaktionsmanagement angewiesen, um relationale Datenbanken und die wichtigen betrieblichen Ressourcen, die sie darstellen, effektiv und effizient zu verwalten – sowohl physische (Bestand) als auch ephemere (Informationen).
Eine kurze Liste gängiger Anwendungsfälle für das Transaktionsmanagement umfasst die folgenden.
Finanzdienstleister, einschließlich Maklerfirmen und Bankinstitute, sind nicht nur im Tagesgeschäft, sondern auch im Mikrosekundengeschäft auf Transaktionsmanagement angewiesen. Ohne Transaktionsmanagement wären gängige Produkte wie moderne Girokonten und Aktienhandelsplattformen nicht realisierbar.
Bei Online-Einzelhandelsplattformen erleichtert das Transaktionsmanagement die Auftragsabwicklung, Zahlungen und Bestandsverwaltung, um E-Commerce-Bestellungen effektiv auszuführen.
In der komplizierten Welt der Immobilienbranche verlassen sich professionelle Transaktionskoordinatoren auf Transaktionsmanagement-Software, um den Kauf, Verkauf und die Vermietung von Immobilien zu rationalisieren.
CRM-Systeme wie Salesforce sind für große Unternehmen von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, Leads, Kundeninteraktionen, Verkaufsaufträge und eine Vielzahl weiterer Berührungspunkte zu verfolgen und zu verwalten, die durch DBSM und Transaktionsmanagement zugänglich gemacht werden.
Die Verwaltung von Transaktionen ist ein wesentlicher Bestandteil vieler moderner Geschäftsabläufe. Ein zuverlässiges Transaktionsmanagement muss jedoch in der Lage sein, bestimmte kritische Herausforderungen zu entschärfen:
- Abhängigkeitsmanagement: Transaktionsmanagementsysteme müssen in der Lage sein, Transaktionsabhängigkeiten zu verwalten, um Deadlock-Situationen zu vermeiden, in denen eine oder mehrere einzelne Transaktionen darauf warten, dass Informationen von einer anderen Transaktion freigegeben werden.
- Wiederherstellung bei Systemausfall: Im Falle von Systemausfällen müssen Transaktionsmanagementsysteme dauerhaft genug sein, um die Datenbank in einem konsistenten Zustand wiederherzustellen.
- Verarbeitung in Echtzeit: Für echtzeitabhängige Transaktionen, wie z. B. Aktienhandel und Preisfindungsmaschinen, müssen Transaktionsverarbeitungssysteme in der Lage sein, große Mengen von Transaktionen effizient und mit geringer Latenz zu verarbeiten.