Transaktionsmechanismen

Transaktionsmechanismen umfassen Verfahren, Protokolle und Architekturen, die die korrekte Ausführung von Transaktionen in Computersystemen sicherstellen. Sie zielen darauf ab, Datenkonsistenz und Integrität auch bei Fehlern, Ausfällen oder Mehrfachausführungen zu gewährleisten. Zentral sind die ACID-Eigenschaften: Atomarität, Konsistenz, Isolation und Dauerhaftigkeit, sowie Strategien zur Wiederherstellung nach Systemfehlern.

Auf lokaler Ebene implementieren Transaktionsmechanismen typischerweise Parallelitätsschutz durch Pessimistische Sperrung (Locks), Optimistische Nebenläufigkeitskontrolle oder Multiversion Concurrency Control (MVCC). Isolationsebenen (z. B. Read Committed, Repeatable Read, Serializable) steuern Sichtbarkeit und Auswirkungen paralleler Transaktionen. Persistenz erfolgt meist durch Logging und Journaling, oft mit Write-Ahead Logging (WAL) oder Äquivalenten, um Rollback oder Wiederherstellung zu ermöglichen.

Distributed Transactions koordinieren Transaktionen, die über mehrere Datenbanken oder Dienste hinweg laufen. Dazu gehören Transaktionsmanager (TM), Ressourcenmanager (RM) und Kommunikationsprotokolle. Ein häufig verwendetes Protokoll ist der Zwei-Phasen-Commit (2PC); bei Bedarf gibt es auch den Drei-Phasen-Commit (3PC). Standards wie XA definieren Schnittstellen für Interoperabilität. Verlust oder Verzögerung des Managers kann zu Rollbacks oder Abbruch führen.

Für langfristige oder mikroservicebasierte Transaktionen kommen Sagas zum Einsatz: Transaktionen bestehen aus einer Folge lokaler Transaktionen mit jeweils definierten Kompensationsaktionen. Sagas können orchestriert oder choreografiert werden; sie bieten eine Alternative zu klassischen Sperr- und Commit-Protokollen, mit besserer Fehlertoleranz und geringeren Sperrzeiten.

Transaktionsmechanismen dienen letztlich der Verlässlichkeit, Wiederherstellbarkeit und Konsistenz von Daten in komplexen Systemlandschaften und reichen von lokalen Sperr- und Logging-Techniken bis hin zu verteilten Koordinationsprotokollen und modellbasierten Ansätzen wie Sagas.