Что такое уровни изоляции транзакций в базах данных и какие проблемы они решают?

Уровень изоляции транзакций — это настройка, которая определяет, насколько одна транзакция "видит" изменения, сделанные другими параллельными транзакциями. Основная цель — предотвратить аномалии параллельного доступа.

Аномалии параллельного доступа:

• Грязное чтение (Dirty Read): Чтение данных, которые были изменены другой транзакцией, но еще не зафиксированы (не COMMIT).
• Неповторяющееся чтение (Non-repeatable Read): Повторное чтение тех же данных в рамках одной транзакции возвращает разные результаты, так как другая транзакция успела их изменить и зафиксировать.
• Фантомное чтение (Phantom Read): Повторное чтение диапазона данных в рамках одной транзакции возвращает новые строки, которые были добавлены и зафиксированы другой транзакцией.

Стандартные уровни изоляции SQL:

1. Read Uncommitted: Самый низкий уровень. Разрешает все аномалии, включая грязное чтение. Производительность максимальна.
2. Read Committed: Предотвращает грязное чтение. Транзакция видит только зафиксированные изменения. Это уровень по умолчанию для многих СУБД (например, PostgreSQL, Oracle).
3. Repeatable Read: Предотвращает грязное и неповторяющееся чтение. Гарантирует, что если вы прочитали строку, она не изменится до конца вашей транзакции. Однако возможны фантомы. Уровень по умолчанию в MySQL (InnoDB).
4. Serializable: Самый строгий уровень. Предотвращает все аномалии, включая фантомы. Гарантирует, что результат параллельного выполнения транзакций будет таким же, как если бы они выполнялись последовательно. Самый надежный, но и самый медленный.

Пример в Go:

В Go для установки уровня изоляции используется структура sql.TxOptions при старте транзакции. Это предпочтительный способ.

package main

import (
    "context"
    "database/sql"
)

func main() {
    // db - это ваш экземпляр *sql.DB
    var db *sql.DB 
    ctx := context.Background()

    // Задаем опции для транзакции
    txOpts := &sql.TxOptions{
        Isolation: sql.LevelSerializable, // Устанавливаем самый строгий уровень
        ReadOnly:  false,
    }

    // Начинаем транзакцию с заданными опциями
    tx, err := db.BeginTx(ctx, txOpts)
    if err != nil {
        // обработка ошибки
    }

    // ... выполняем операции внутри транзакции ...

    tx.Commit() // или tx.Rollback()
}

Вывод: Чем выше уровень изоляции, тем надежнее защита от аномалий, но ниже производительность из-за блокировок. Выбор уровня — это всегда компромисс между согласованностью данных и скоростью работы приложения.