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concept#Architektur#Software Engineering#Integration#Zuverlässigkeit

Transaktionen

Transaktionen fassen mehrere Operationen zu einer atomaren Einheit zusammen, um Konsistenz und Fehlertoleranz von Zustandsänderungen sicherzustellen.

Transaktionen sind atomare Einheiten zur Konsistenzsicherung von Zustandänderungen in Daten- und verteilten Systemen.
Etabliert
Mittel

Klassifikation

  • Mittel
  • Technisch
  • Architektur
  • Fortgeschritten

Technischer Kontext

Relationale Datenbanken (PostgreSQL, MySQL)Messaging-Systeme (Kafka, RabbitMQ) zur Saga-KoordinationTransaktions- oder Orchestrationsbibliotheken

Prinzipien & Ziele

Transaktionsgrenzen klar und explizit definierenFehlerbehandlung und Kompensation planenIsolation und Konsistenz an Geschäftsanforderungen ausrichten
Umsetzung
Domäne, Team

Use Cases & Szenarien

Kompromisse

  • Deadlocks und Sperr-Contender bei schlechter Gestaltung
  • Fehlerhafte Kompensationen können inkonsistente Zustände erzeugen
  • Übermäßige Transaktionsdauer erhöht Systembelastung
  • Begrenze Transaktionsdauer und Umfang
  • Verwende idempotente Operationen für wiederholbare Versuche
  • Instrumentiere Sperren, Latenzen und Rollbacks für Monitoring

I/O & Ressourcen

  • Geschäftsanforderungen für Datenkonsistenz
  • Unterstützende Datenbank- oder Messaging-Infrastruktur
  • Monitoring- und Observability-Tools
  • Atomare Zustandsänderungen oder konsistente Endzustände
  • Transaktions- und Fehlerprotokolle
  • Metriken zu Durchsatz, Latenz und Fehlern

Beschreibung

Transaktionen sind atomare Einheiten zur Konsistenzsicherung von Zustandänderungen in Daten- und verteilten Systemen. Sie garantieren Eigenschaften wie Atomicity, Consistency, Isolation und Durability (ACID) oder bieten alternative Muster (Sagas, idempotente Operationen) für verteilte Umgebungen. Implementierung erfordert koordinierte Fehlerbehandlung und geeignete Isolationseinstellungen.

  • Sichert Konsistenz und Integrität von Datenänderungen
  • Ermöglicht vorhersehbare Fehlerbehandlung (Rollback/Kompensation)
  • Verbessert Nachvollziehbarkeit durch explizite Grenzen

  • Starke Isolation kann Performance und Parallelität einschränken
  • Verteilte Transaktionen erhöhen Komplexität und Latenz
  • Nicht alle Systeme unterstützen ACID vollständig in verteilten Szenarien

  • Transaktionsdurchsatz (TPS)

    Anzahl abgeschlossener Transaktionen pro Sekunde, misst Systemkapazität.

  • Transaktionslatenz

    Mittlere Zeit vom Beginn bis Commit/Rollback; wichtig für Nutzererlebnis.

  • Rollback-Rate

    Anteil der Transaktionen, die zurückgerollt werden; indiziert Fehler und Konflikte.

ACID-Transaktion in relationaler DB

Ein Geldtransfer zwischen Konten als atomare DB-Transaktion mit Commit/Rollback.

Saga für verteilte Bestellung

Verknüpfte Schritte (Zahlung, Versand, Lager) werden durch lokale Transaktionen und Kompensationen koordiniert.

Optimistische Parallelitätskontrolle

Lesen, Änderung und bedingtes Schreiben mit Versionsprüfungen zur Vermeidung von Sperren.

1

Analyse der Konsistenzanforderungen und SLAs

2

Auswahl passender Muster (ACID, Saga, idempotente APIs)

3

Implementierung mit Tests, Monitoring und Kompensationslogik

⚠️ Technische Schulden & Engpässe

  • Legacy-Systeme ohne transaktionale Garantien
  • Ad-hoc-Kompensationen statt einheitlicher Strategien
  • Unzureichende Tests für Fehler- und Retry-Pfade
LockingNetzwerk-LatenzTransaktionskoordination
  • Verwendung von 2PC über entfernte, instabile Netze ohne Timeouts
  • Übermäßige Sperrzeiten durch große Transaktionsbatches
  • Ignorieren von Isolationseffekten bei parallelen Updates
  • Annäherung an perfekte Konsistenz ohne Betrachtung von Verfügbarkeit
  • Unterschätzen von Komplexität verteilten Fehlerhandling
  • Fehlende Observability führt zu schwer diagnostizierbaren Rollbacks
Datenbank- und TransaktionskonzepteFehlerbehandlung in verteilten SystemenMonitoring, Tuning und Deadlock-Analyse
Konsistenzanforderungen der GeschäftsprozesseSkalierungs- und LatenzzieleFehlertoleranz und Wiederherstellungsstrategien
  • Datenbank- oder Plattformfähigkeiten (z. B. 2PC-Unterstützung)
  • Geschäftsanforderungen an Latenz und Durchsatz
  • Regulatorische Anforderungen an Nachvollziehbarkeit