ACIDとBASEについて

トランザクションモデルであるACIDとBASEについて述べる。

##ACIDとは

ACIDは、主にリレーショナルデータベース（RDB）で用いられるトランザクションの4つの性質を表す。

特性	意味	概要
Atomicity（原子性）	トランザクションはすべて成功するか、すべて失敗する	All or Nothing - 中途半端な状態は残らない
Consistency（一貫性）	データベースの整合性制約が常に保たれる	制約・トリガー・ルールが維持される
Isolation（分離性）	並行実行されるトランザクションが互いに影響しない	同時実行でも逐次実行と同じ結果
Durability（永続性）	コミット済みの変更は永続的に保存される	システム障害でも変更は保持される

ACID適用の具体例

銀行振込：A口座-1万円、B口座+1万円が同時成功または同時失敗
ECサイト在庫：在庫減算と注文確定が原子的に実行
予約システム：座席の二重予約を防ぐ排他制御

ACIDの実装技術

ロッキング：共有ロック・排他ロック
MVCC：Multi-Version Concurrency Control
WAL：Write-Ahead Logging
2PC：Two-Phase Commit（分散環境）

##BASEとは

BASEは、主にNoSQLや大規模分散システムで用いられる、ACIDよりも緩やかな整合性モデルである。BASEは次のような3つの特性を持つ。

特性	意味	概要
Basically Available（基本的可用性）	ある程度常に応答を返す	完全な整合性がなくても利用可能
Soft state（ソフトステート）	状態は変化しうる	データが一時的に不整合でも許容
Eventual consistency（最終的整合性）	最終的には整合性がとれる	時間が経てば整合することを前提

BASE適用の具体例

SNS投稿配信：フォロワーのタイムラインに段階的に配信
検索インデックス：新コンテンツが検索結果に数分後に反映
CDN更新：世界各地のキャッシュが順次更新される

BASEの実装技術

結果整合性：Read Repair、Anti-Entropy
競合解決：Last Writer Wins、Vector Clock、CRDT
分散合意：Gossip Protocol、Merkle Tree
分散ストレージ：Consistent Hashing、Quorum

##ACID vs BASE：設計思想の違い

比較軸	ACID	BASE
整合性	強い整合性（Strong）	最終的整合性（Eventual）
可用性	障害時に低下する可能性	高可用性を維持
分散性	分散環境では制約が多い	分散システム向けに設計
レイテンシ	一貫性保証のため遅延発生	低レイテンシを優先
トレードオフ	Consistency > Availability	Availability > Consistency
適用分野	金融・業務系・トランザクション	Webサービス・スケーラブルアプリ

##まとめ ACIDはリレーショナルデータベースのトランザクションにおける強い整合性を提供し、BASEは分散システムでの柔軟な整合性を実現する。アプリケーションの要件に応じて、どちらのモデルを選択するかが重要である。ACIDは金融や業務系アプリケーションに適し、BASEはWebサービスやスケーラブルなアプリケーションに向いている。

##参考文献・関連資料