Для чего нужен каждый уровень изоляции БД

1️⃣ Как кратко ответить

Уровни изоляции в базах данных определяют, как транзакции взаимодействуют друг с другом. Они балансируют между производительностью и целостностью данных. Четыре основных уровня:

• Read Uncommitted: минимальная изоляция, позволяет "грязные" чтения.
• Read Committed: предотвращает "грязные" чтения, но допускает неповторяющиеся чтения.
• Repeatable Read: предотвращает "грязные" и неповторяющиеся чтения, но допускает фантомные чтения.
• Serializable: максимальная изоляция, предотвращает все аномалии, но снижает производительность.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Уровни изоляции в системах управления базами данных (СУБД) определяют, как транзакции могут взаимодействовать друг с другом. Это важно для обеспечения целостности данных и согласованности в многопользовательской среде. Рассмотрим каждый уровень изоляции и его применение.

Read Uncommitted

Read Uncommitted — это самый низкий уровень изоляции. Он позволяет транзакциям читать данные, которые еще не были зафиксированы другими транзакциями. Это может привести к "грязным" чтениям, когда одна транзакция читает данные, которые могут быть отменены другой транзакцией.

• Применение: Используется редко, так как может привести к некорректным данным. Подходит для сценариев, где скорость важнее точности, например, в аналитических системах, где данные быстро обновляются и не требуется высокая точность.

Read Committed

Read Committed предотвращает "грязные" чтения, гарантируя, что транзакция может читать только те данные, которые были зафиксированы. Однако, это не защищает от неповторяющихся чтений, когда данные могут измениться между двумя чтениями в одной транзакции.

• Применение: Это наиболее распространенный уровень изоляции, используемый в большинстве реляционных СУБД по умолчанию. Он обеспечивает баланс между производительностью и целостностью данных, подходящий для большинства приложений.

Repeatable Read

Repeatable Read гарантирует, что если транзакция читает данные, то эти данные не изменятся до завершения транзакции. Это предотвращает "грязные" и неповторяющиеся чтения, но не защищает от фантомных чтений, когда новые строки могут быть добавлены в набор данных, соответствующий условиям запроса.

• Применение: Подходит для приложений, где важно, чтобы данные оставались неизменными в течение всей транзакции, например, в банковских системах для расчета балансов.

Serializable

Serializable — это самый строгий уровень изоляции. Он гарантирует, что транзакции выполняются так, как если бы они были выполнены последовательно, одна за другой. Это предотвращает все виды аномалий, включая фантомные чтения.

• Применение: Используется в критически важных системах, где целостность данных имеет первостепенное значение, например, в финансовых приложениях. Однако, он может значительно снизить производительность из-за блокировок и ожидания.

Пример кода

Рассмотрим пример использования уровней изоляции в SQL:

-- Установить уровень изоляции для текущей сессии
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
​
-- Начать транзакцию
BEGIN TRANSACTION;
​
-- Выполнить запрос на чтение данных
SELECT * FROM accounts WHERE account_id = 1;
​
-- Завершить транзакцию
COMMIT;

• SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; — устанавливает уровень изоляции для текущей транзакции. В данном случае, это READ COMMITTED, что предотвращает "грязные" чтения.
• BEGIN TRANSACTION; — начинает новую транзакцию.
• SELECT * FROM accounts WHERE account_id = 1; — выполняет запрос на чтение данных из таблицы accounts для определенного account_id.
• COMMIT; — завершает транзакцию, фиксируя все изменения.

Понимание уровней изоляции помогает разработчикам и администраторам баз данных выбирать правильный баланс между производительностью и целостностью данных в зависимости от требований приложения.