Transaktionsbehandlung

Transaktionsbehandlung bezeichnet den Prozess der Koordination und Ausführung von Transaktionen, um Integrität in Computersystemen zu wahren. Eine Transaktion ist eine logisch zusammenhängende Folge von Operationen, die als Einheit betrachtet wird; sie darf entweder vollständig ausgeführt oder vollständig rückgängig gemacht werden (Atomicity). Transaktionen sollen konsistent sein, das System von einem konsistenten Zustand in einen anderen überführen (Consistency). Gleichzeitig sollen sie isoliert ablaufen, sodass parallele Transaktionen einander nicht beeinflussen (Isolation). Zuletzt müssen die Auswirkungen einer Transaktion dauerhaft im System festgeschrieben werden (Durability).

Die Transaktionsbehandlung erfolgt auf mehreren Ebenen: Anwendungen, Transaktionsmanager und Zugriffs- bzw. Ressourcenmanager. Typische Mechanismen umfassen Sperrverfahren (Pessimistic Concurrency Control), Multiversion Concurrency Control (MVCC) und Timestamp Ordering. Isolationsstufen reichen von Read Uncommitted über Read Committed und Repeatable Read bis Serializable.

Zur Wiederherstellung bei Systemausfällen verwenden Datenbankmanagementsysteme Protokolle wie das Write-Ahead Logging (WAL) mit Undo- und Redo-Informationen. Transaktionsprotokolle unterstützen Rollback und Wiederaufnahme. In verteilten Systemen sorgt das Transaktionsprotokoll für Konsistenz über mehrere Ressourcen. Zwei-Phasen-Commit (2PC) und gegebenenfalls Drei-Phasen-Commit (3PC) werden genutzt, während der XA-Standard Schnittstellen für Transaktionsmanager und Ressourcen-Manager definiert.

Für moderne verteilte oder mikroservicebasierte Architekturen kommen auch kompensierende Transaktionen, sogenannte Sagas, zum Einsatz. In relationalen Systemen werden Transaktionen typischerweise durch SQL-Befehle wie BEGIN, COMMIT und ROLLBACK gesteuert.