Что такое уровни изоляции транзакций в БД и зачем они нужны?

Уровни изоляции транзакций — это механизм в СУБД, который определяет, насколько одна транзакция "видит" изменения, сделанные другими параллельными транзакциями. Они нужны для управления одновременным доступом к данным и предотвращения аномалий concurrency (состояний гонки).

Основные аномалии, которые предотвращают уровни изоляции:

• Dirty Read (Грязное чтение): Чтение данных, которые были изменены другой транзакцией, но еще не зафиксированы (не закоммичены).
• Non-repeatable Read (Неповторяемое чтение): Повторное чтение одних и тех же данных в рамках одной транзакции возвращает разные результаты из-за того, что другая транзакция изменила и зафиксировала эти данные.
• Phantom Read (Фантомное чтение): Повторное выполнение запроса с одним и тем же условием WHERE в рамках одной транзакции возвращает разное количество строк, так как другая транзакция добавила или удалила строки, удовлетворяющие этому условию.

Стандарт SQL определяет четыре основных уровня изоляции:

1. Read Uncommitted: Предотвращает только потерянные обновления. Возможны все три аномалии.
2. Read Committed: Предотвращает грязное чтение. Является уровнем по умолчанию в большинстве СУБД (например, PostgreSQL, Oracle).
3. Repeatable Read: Предотвращает грязное и неповторяемое чтение. Возможны фантомные чтения.
4. Serializable: Самый строгий уровень. Предотвращает все перечисленные аномалии, обеспечивая полную изоляцию транзакций, как если бы они выполнялись последовательно.

Выбор уровня — это компромисс между согласованностью данных и производительностью системы. Чем выше уровень изоляции, тем больше блокировок и накладных расходов.

Пример установки уровня изоляции в Go при старте транзакции:

// Устанавливаем уровень изоляции Serializable для новой транзакции
tx, err := db.BeginTx(ctx, &sql.TxOptions{Isolation: sql.LevelSerializable})
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
// ... работа с транзакцией tx