予約システムのトランザクションとは？
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予約システムなどのソフトウェアでは、「トランザクション」と呼ばれる処理が重要になります。
エンジニアであれば言葉は聞いたことがあると思いますが、その具体的な内容を理解していない人は意外と多いようです。
この記事では、トランザクションの言葉の意味と役割について解説します。
トランザクションとは？
最初に「トランザクション」という言葉の意味について解説します。
トランザクションという言葉は、使われる業種によって意味が異なります。
IT業界ではソフトウェアの処理方式
IT業界では「トランザクション」とはソフトウェアの処理方式のことを意味します。
このトランザクションは、特にデータベース管理システムで重要な役割を担っています。
システム開発者やプログラマーにとっては、このトランザクションを意識して開発を行うことは重要です。
予約システムにおけるトランザクションは、こちらの意味になります。
ビジネスでは商取引
ビジネスでの「トランザクション」とは、商取引のことを意味します。
具体化には、商品の購入・売却、支払い・受取などの、取引における行動そのもののことをトランザクションと言います。
商品の場合、購入と支払いの2つの行動がトランザクションとして結びついています。
支払いが完了するまで商品は引き渡さない、というように、購入と支払いのトランザクションが完了しなければ、取引が成立しません。
ビジネスでのトランザクションは、取引をスムーズに行うために必要な概念で、正確で安全な処理が求められます。
トランザクションの語源
ここでは、トランザクションの語源について解説します。
トランザクションの語源は、ラテン語の「transactio（トランザクティオ）」が由来となっています。
これはラテン語で「取引、達成、成就」という意味で、英語でも「transaction」と呼ばれていて、ビジネスや金融、IT業界で幅広く使われている言葉です。
ラテン語では、法的契約の取り決めや実行を指す用語として使用されていました。
トランザクションという言葉は、ビジネスや金融分野で広く使われるようになり、IT業界でも、コンピューター上で取引処理を指す用語として使われています。
トランザクション処理とは？
ここからは、IT業界でのソフトウェアにおけるトランザクション処理について解説します。
トランザクション処理とは、データベースやオンライン取引などのシステムにおいて、「一連の操作を一つの論理的な処理単位としてまとめ、処理の完了を保証する仕組み」という意味です。
トランザクション処理は、複数のデータ処理ステップがある場合、そのすべてのステップが完了するか、または、どれか1つでも失敗すると、すべての操作を元に戻すことができます。
もし、データ処理の途中で問題が発生した場合は、データの整合性を保つため、それまでに行った操作をすべて元の状態に戻し、システムを問題発生前の状態に戻します。
このトランザクション処理は、データの整合性やセキュリティを保つために必須の処理で、信頼性が高いシステムを開発するためには重要な技術です。
トランザクション処理の事例
トランザクション処理の意味について解説しましたが、言葉だけでは理解できない場合があるため、具体的なシステムでの事例について紹介します。
現在、トランザクション処理が用いられている事例には、以下のものがあります。
・オンラインショップで商品を購入する
・ホテルや航空会社で予約システムを使って予約処理を行う
銀行ATMで預金を引き出す場合、預金を引き出すと、その引き出した金額を残高から差し引いて残高を更新しますが、その処理の途中で何らかの理由で要求した金額が引き出せなかった場合、一連の処理をすべて取り消せます。
オンラインショップで商品を購入する場合、商品を購入すると、支払いが完了する前に在庫の数を更新して減らしますが、支払いが完了しない場合は、その在庫数の変更を取り消すことができます。
ホテルなどの予約システムで予約処理を行う場合、ユーザーが予約システムから予約を行うと、その時点で予約枠を確保し、予約情報をデータベースに保存します。
ただし、その予約が完了しなかった場合は、確保した予約枠を元に戻すことができます。
このように、トランザクション処理は、日常生活の中でよく使われているシステムでよく使われています。
普段意識することはありませんが、トランザクション処理の役割によって、システムが正常に機能していると言えます。
トランザクションの条件
トランザクション処理には、
- 原子性（Atomicity）
- 一貫性（Consistency）
- 独立性（Isolation）
- 永続性（Durability）
の4つの条件があります。
それぞれ詳細に解説します。
原子性（Atomicity）
トランザクション処理における原子性とは、「トランザクションのすべての操作が完了するか、まったく実行されなかった場合に限り、トランザクションを完了させる」という特性のことです。
トランザクション処理の実行中に、問題が発生して処理が中断された場合、その途中までの処理をデータベースに反映させず、元の状態に戻すことでトランザクションを無効にします。
このように、トランザクション処理の原子性によってデータの整合性が維持され、データベースの状態が正確になることで、信頼性が高くなります。
一貫性（Consistency）
トランザクション処理における一貫性とは、「実行前と実行後のデータベースの状態に整合性がとれている」という特性のことです。
トランザクション処理を実行することで、データベースの情報が変更された場合、その変更については、トランザクション処理の完了後に反映されていることが保証されている必要があります。
例を挙げると、銀行口座の残高を200,000円から100,000円に減らす処理を行う場合、このトランザクション処理が完了した後は、データベースの銀行口座の残高は100,000円になっていることが必要です。
このトランザクション処理の途中で問題が発生し、処理が中断された場合は、残高を元の状態（200,000円の状態）に戻すことでトランザクション処理を無効にし、データベースの一貫性を保ちます。
独立性（Isolation）
トランザクション処理における独立性とは、「複数のトランザクション処理が同時に実行された場合でも、それぞれの処理が互いに影響を与えない」という特性のことです。
例えば、銀行口座に振り込むことで残高を増やすトランザクション処理と、銀行口座から引き出すことで残高を減らすトランザクション処理がある場合で解説します。
この場合は、両方のトランザクション処理が同時に実行された場合でもエラーを発生させず、両方のトランザクション処理が完了するまでは、銀行口座の残高が変更されないことが保証されていることが必要です。
データベース管理システムには、トランザクション処理の独立性を保証するため、排他制御や同時実行制御などの仕組みがあります。
永続性（Durability）
トランザクション処理の永続性とは、「トランザクション処理の完了後、その処理結果がデータベースに永続的に保存される」という特性のことです。
例を挙げると、銀行口座に振り込むなどの残高を増やすトランザクション処理が正常に完了した場合、その処理結果がデータベースに保存され、その後の取引に反映されます。
もしこの永続性が保証されていないと、その後の取引で銀行口座の残高が足りなくなるなどの問題が起こる可能性があります。
データベース管理システムには、トランザクションの処理結果を永続化するため、トランザクションログという仕組みがあります。
このトランザクションログとは、トランザクション処理が実行された差異に発生するデータベースへの変更をすべて記録していて、トランザクション処理を処理前の状態に戻すロールバック処理や、処理の再実行を行うために使用します。
まとめ
ここまで、予約システムにおけるトランザクションについて解説しました。
トランザクションはIT業界でよく使われる言葉で、データベース処理などにおいて重要な役割を担っている処理のことです。
トランザクションは、銀行ATMでの取引やオンラインショップの購入など、日常生活で馴染みがあるシステムで使われている重要な処理となっています。
データベースを扱う処理の開発では、このトランザクションを意識して開発することが重要です。
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