¿Qué es una base de datos transaccional?

Las bases de datos transaccionales almacenan los datos en filas en lugar de columnas para leer y escribir datos rápidamente. Una base de datos transaccional mantiene la integridad de los datos basándose en las propiedades ACID (atomicidad, consistencia, aislamiento y durabilidad). ACID garantiza que una base de datos vuelva a su estado original si falla una transacción. Las bases de datos transaccionales son ideales para aplicaciones en las que la integridad de los datos es crítica, como por ejemplo banca, servicios financierosy sanidad.

¿Cómo funcionan las bases de datos transaccionales?

Las bases de datos transaccionales, también conocidas como bases de datos OLTP (procesamiento de transacciones en línea), están diseñadas para gestionar el procesamiento constante y de gran volumen de transacciones que se producen en las empresas, como las ventas, la gestión de inventarios y las transacciones financieras. Las bases de datos transaccionales utilizan un proceso de cuatro pasos denominado ACID:

Atomicidad: Garantiza que todas las transacciones se realicen como una sola unidad. Si alguna parte falla, toda la transacción retrocede.

Coherencia: La base de datos es coherente, lo que significa que los datos siempre reflejan el mundo real.

Aislamiento: Las transacciones están aisladas, lo que significa que una transacción sólo puede ver los cambios realizados por otra una vez que la segunda transacción finaliza.

Durabilidad: Una vez que la base de datos realiza una transacción, los cambios en los datos son permanentes. La base de datos no retrocederá aunque se produzca un fallo en el sistema.

He aquí un ejemplo de base de datos transaccional que muestra cómo funciona:

Supongamos que compra algo por Internet. Introduces los datos de tu tarjeta de crédito y haces clic en "enviar". La base de datos iniciará entonces una transacción para actualizar el saldo de su cuenta y crear un nuevo registro de pedido. Si la transacción falla, por ejemplo, si la información de su tarjeta de crédito no es válida, la base de datos revertirá la transacción y no se actualizará el saldo de su cuenta.

Las bases de datos transaccionales son esenciales para las aplicaciones en las que la integridad de los datos es fundamental. Garantizan que los datos de la base sean siempre precisos y coherentes, aunque se produzcan fallos en el sistema o errores en el código de la aplicación.

Tipos de transacciones

Existen diferentes tipos de transacciones en el contexto de las bases de datos transaccionales. Entre ellos se incluyen:

Transacciones ACID: Son las transacciones más habituales. Garantizan cuatro propiedades: atomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidad.

Transacciones no-ACID: Estas transacciones no garantizan las cuatro propiedades ACID. Puede utilizarlas en aplicaciones en las que el rendimiento es más importante que la integridad de los datos.

Transacciones XA: Estas transacciones noACID interactúan con bases de datos distribuidas. Garantizan la atomicidad, la coherencia y la durabilidad, pero no el aislamiento.

Transacciones por lotes: Estas transacciones procesan grandes lotes de datos. Puede utilizar bases de datos transaccionales en aplicaciones de minería de datos y almacenamiento.

He aquí un cuadro que resume los distintos tipos de transacciones:

El tipo de transacción que utilice dependerá de los requisitos específicos de su aplicación. Si necesita garantizar las cuatro propiedades ACID, debe utilizar una transacción ACID. Si el rendimiento es más importante que la integridad de los datos, puede utilizar una transacción no ACID. 

Puede obtener más información sobre cómo funcionan las transacciones en Couchbase aquí.

Ventajas de las bases de datos transaccionales

Debido a la forma en que almacenan los datos, las bases de datos transaccionales pueden gestionar grandes volúmenes de datos y procesar transacciones rápidamente. También ofrecen varias ventajas, entre las que se incluyen:

Datos integridad: Las bases de datos transaccionales garantizan que los datos sean siempre precisos y coherentes. Pueden hacerlo porque las transacciones son atómicas, lo que significa que todos los cambios realizados por una transacción se consignan o se revierten. Si alguna parte falla, toda la transacción se revierte y la base de datos permanece en su estado original.

Fiabilidad: Las bases de datos transaccionales pueden resistir fallos del sistema y errores en el código de la aplicación. Tienen esta capacidad porque las transacciones son duraderas, lo que significa que una vez que la base de datos consigna una transacción, los cambios en los datos son permanentes. La base de datos no retrocederá aunque se produzca un fallo en el sistema.

Rendimiento: Debido a sus propiedades ACID, las bases de datos transaccionales pueden ser muy eficientes, especialmente para aplicaciones que manipulan datos con frecuencia. 

Escalabilidad: Puede escalar las bases de datos transaccionales para acomodar grandes volúmenes de datos debido a su diseño que permite la distribución a través de múltiples servidores.

Casos prácticos de bases de datos transaccionales

Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones en las que la integridad de los datos es fundamental. Estos son algunos de los casos de uso más habituales de las bases de datos transaccionales:

Banca: Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones bancarias para garantizar que las transacciones financieras sean precisas y coherentes. Por ejemplo, se puede utilizar una base de datos transaccional para procesar una transacción con tarjeta de crédito o para transferir dinero de una cuenta bancaria a otra.

Venta al por menor: Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones minoristas para realizar un seguimiento del inventario y procesar las transacciones de venta. Por ejemplo, puede utilizar una base de datos transaccional para realizar un seguimiento del número de artículos en stock o para procesar la compra de un cliente.

Sanidad: Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones sanitarias para hacer un seguimiento de los historiales de los pacientes y procesar transacciones médicas. Por ejemplo, puede utilizar una base de datos transaccional para realizar un seguimiento del historial médico de un paciente o para procesar una receta.

Comercio electrónico: Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones de comercio electrónico para procesar pedidos y hacer un seguimiento del inventario. Por ejemplo, puede utilizar una base de datos transaccional para procesar el pedido de un cliente o hacer un seguimiento del número de artículos en stock.

Logística: Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones logísticas para hacer un seguimiento de los envíos y gestionar el inventario. Por ejemplo, puede utilizar una base de datos transaccional para rastrear la ubicación de un envío o gestionar el inventario de un almacén.

Fabricación: Las bases de datos transaccionales se utilizan en aplicaciones de fabricación para realizar un seguimiento de las órdenes de producción y gestionar el inventario. Por ejemplo, puede utilizar una base de datos transaccional para seguir el estado de una orden de producción o gestionar el inventario de materias primas.

Estos son sólo algunos de los muchos casos de uso de las bases de datos transaccionales. Cualquier aplicación en la que la integridad de los datos sea crítica podría beneficiarse del uso de una base de datos transaccional.

NoSQL para transacciones

Utilizando Transacciones ACID en una base de datos NoSQL depende del caso de uso específico y de las compensaciones entre consistencia, disponibilidad y tolerancia a la partición. Dado que el diseño de las bases de datos NoSQL a menudo entra en conflicto con las propiedades ACID, no siempre admiten transacciones ACID. Sin embargo, Couchbase, una base de datos NoSQL, ha soportado históricamente operaciones atómicas de documento único y bloqueo optimista y pesimista y se ha añadido recientemente soporte para transacciones rápidas. Puede obtener más información sobre cómo lo hicimos aquí.

Conclusión

Las bases de datos transaccionales son fundamentales para las empresas que deben procesar un gran volumen de transacciones con precisión. Debido a su dependencia de las propiedades ACID, proporcionan una forma fiable y segura de gestionar los datos y mantener la integridad de las transacciones, al tiempo que ofrecen escalabilidad y flexibilidad para adaptarse a las necesidades cambiantes de las empresas. En general, las bases de datos transaccionales y las transacciones ACID son herramientas esenciales para las empresas que necesitan gestionar y procesar grandes volúmenes de datos de forma fiable y eficiente.

Para continuar aprendiendo más sobre bases de datos transaccionales y el uso de transacciones dentro de Couchbase, puedes revisar estos recursos:

• • Transacciones ACID distribuidas para aplicaciones NoSQL
  • Cómo implementamos las transacciones ACID multidocumento distribuidas en Couchbase
  • Casos de uso y mejores prácticas para transacciones distribuidas a través de N1QL (SQL++)
  • Guía de transacciones para Couchbase Server
  • Transacciones en Couchbase Server