Tópicos Avanzados de Bases de Datos

01 — Núcleo transaccional

Lo que garantiza que los datos no se corrompan bajo carga concurrente

PK · fundamento

Las cuatro propiedades que debe cumplir una transacción: Atomicidad, Consistencia, Aislamiento y Durabilidad.

BEGIN;
UPDATE cuentas SET saldo = saldo - 100
WHERE id = 1;
UPDATE cuentas SET saldo = saldo + 100
WHERE id = 2;
COMMIT;

PK · concurrencia

Control de concurrencia multiversión: cada transacción ve una "fotografía" consistente de los datos sin bloquear lecturas.

-- Postgres usa xmin/xmax
-- para versionar cada fila
SELECT * FROM pedidos
WHERE xmin::text::int > 1000;

PK · niveles

READ COMMITTED, REPEATABLE READ y SERIALIZABLE definen qué anomalías (dirty read, phantom read) se permiten.

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL
  SERIALIZABLE;

PK · bloqueo

Bloqueos a nivel de fila o tabla (row-level, table-level) para evitar condiciones de carrera en escrituras.

SELECT * FROM inventario
WHERE id = 5
FOR UPDATE;

02 — Motor de consultas

Cómo el motor decide el camino más barato hacia tus datos

PK · índices

B-Tree para rangos y orden, Hash para igualdad exacta, GIN/GiST para full-text y datos geoespaciales.

CREATE INDEX idx_pedidos_fecha
ON pedidos USING BTREE (fecha);

PK · planificación

EXPLAIN ANALYZE revela si el optimizador eligió un index scan, seq scan o un join anidado, hash o merge.

EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM pedidos
WHERE cliente_id = 42;

PK · diseño

1FN a 3FN reducen redundancia; la desnormalización deliberada (agregados, columnas calculadas) acelera lecturas críticas.

-- desnormalizado a propósito
ALTER TABLE pedidos
ADD COLUMN total_cache NUMERIC;

PK · particionado

Range, list o hash partitioning dividen tablas gigantes para que cada consulta toque solo el fragmento necesario.

CREATE TABLE ventas_2026
PARTITION OF ventas
FOR VALUES FROM ('2026-01-01')
TO ('2027-01-01');

03 — Escala y distribución

Qué se sacrifica cuando los datos ya no caben en un solo nodo

El teorema CAP dice que un sistema distribuido solo puede garantizar dos de estas tres propiedades a la vez cuando ocurre una partición de red.

Toda lectura recibe la escritura más reciente, sin importar el nodo consultado.

Cada solicitud recibe respuesta, aunque algún nodo esté caído.

El sistema sigue operando aunque se pierdan mensajes entre nodos.

PK · réplicas

Maestro-esclavo para lecturas escaladas, o multi-maestro con resolución de conflictos para escrituras distribuidas.

-- Postgres streaming replication
primary_conninfo = 'host=primary
port=5432 user=replicator'

PK · sharding

Divide una tabla lógica en fragmentos físicos por clave (hash, rango) repartidos entre varios servidores.

-- clave de sharding
shard_id = hash(cliente_id) % N;

PK · modelo

Documentales (Mongo), clave-valor (Redis), columnares (Cassandra) y de grafos (Neo4j) relajan esquema o consistencia a cambio de escala.

db.pedidos.find({
  cliente_id: 42
});