Systemtransaktionen

Systemtransaktionen bezeichnet Transaktionen, die den Zustand eines Informationssystems ändern und dabei bestimmte Eigenschaften sicherstellen, damit Folgeoperationen konsistent bleiben. In der Informatik dienen sie dazu, mehrere Operationen als unteilbare Einheit auszuführen, sodass sie entweder vollständig erfolgreich sind oder vollständig rückgängig gemacht werden.

Die zentralen Eigenschaften sind Atomicität, Konsistenz, Isolation und Dauerhaftigkeit (ACID). Eine Transaktion beginnt mit einem Transaktionsbeginn, führt Operationen aus und endet mit Commit oder Rollback. Im Commit werden alle Änderungen dauerhaft sichtbar; im Rollback werden sie vollständig verworfen. Transaktionen können Savepoints enthalten, die partielles Zurückrollen ermöglichen.

In relationalen Datenbanksystemen sind Transaktionen integraler Bestandteil. Verteilte Systeme verwenden oft Transaktionsmanager und Protokolle wie Two-Phase Commit, um Konsistenz über Knoten hinweg zu gewährleisten. Zur Verlässlichkeit werden Transaktionslogs (Undo-Redo oder Write-Ahead Logging) genutzt, um Wiederherstellung nach Fehlern zu ermöglichen. MVCC unterstützt Parallelausführung bei hoher Isolation.

Typen umfassen Datenbanktransaktionen, verteilte Transaktionen und Transaktionen in Dateisystemen oder In-Memory-Datenstrukturen. In modernen Architekturen, insbesondere bei Microservices, werden lange Transaktionen durch Sagas oder kompensierende Transaktionen ersetzt, um Konsistenz über Services hinweg zu bewahren.

Häufige Anwendungsfälle sind Finanztransaktionen, Bestell- und Lagerprozesse sowie Systemwartung. Herausforderungen umfassen Deadlocks, Leistungs-Overheads, Fehlerszenarien in verteilten Systemen und Netzpartitionen. Die Entwicklung von Transaktionssystemen steht im Spannungsfeld zwischen Konsistenz und Verfügbarkeit (CAP) sowie Latenz.