Serialisierbarkeit

Serialisierbarkeit ist eine Eigenschaft von Nebenläufigkeitsschedules in Datenbanksystemen. Sie bedeutet, dass das Ergebnis der gleichzeitigen Ausführung mehrerer Transaktionen dem Ergebnis einer seriellen Ausführung derselben Transaktionen in einer bestimmten Reihenfolge entspricht. Damit wird gewährleistet, dass parallele Transaktionen dieselben Konsistenzregeln beachten wie sequentielle Transaktionen.

Es gibt verschiedene Formen der Serialisierbarkeit. Die bekannteste ist die Konflikt-Serialisierbarkeit: Ein Schedule ist konflikt-serialisierbar, wenn es sich durch Austauschen benachbarter Operationen ohne Konflikte in eine serielle Reihenfolge überführen lässt. Konflikte treten auf, wenn zwei Operationen auf dasselbe Objekt zugreifen und eine davon schreibt. Die Prüfung erfolgt oft über einen Konfliktgraphen, dessen Zyklusfreiheit die Konflikt-Serialisierbarkeit charakterisiert. Die Sicht-Serialisierbarkeit (Sichtserialisierbarkeit) ist eine allgemeinere Eigenschaft: Zwei Schedules sind Sicht-äquivalent, wenn die Transaktionen dieselben Lese-From-Beziehungen und Endwerte der Getriebenwrites sehen. Jede konflikt-serialisierbare Schedule ist sichtbar-serialisierbar, aber nicht umgekehrt.

Implementierung und Bedeutung: Serialisierbarkeit wird in vielen Systemen durch Sperrprotokolle wie Zwei-Phasen-Sperren (2PL) oder durch Mehrversionenkontrolle (MVCC) mit strikter Serialisierung erreicht. Sie ist eines der zentralen Kriterien für die Korrektheit von Transaktionen und bildet die Grundlage der Isolation im ACID-Modell. In der Praxis bieten Datenbanken unterschiedliche Isolationsstufen; Serializable ist die höchste Standardstufe, während Snapshot-Isolation in bestimmten Fällen nicht serialisierbar ist.