Уровни изоляции

Свойство параллельности является одним из наиболее важных свойств транзакций, которые обеспечивают промышленные базы данных. Современные промышленные СУБД обеспечивают параллельную работу с одними и теми же данными огромного количества пользователей. Так, СУБД DB2 была протестирована при одновременной работе 60 тыс. пользователей; точных данных по Oracle у нас нет, но и здесь речь идет о десятках тысяч пользователей. В таких условиях важно, чтобы параллельно выполняемые транзакции не накладывались, а были изолированы друг от друга.

Стандарт SQL/92 определяет уровни изоляции транзакций в многопользовательской системе через отсутствие таких аномалий доступа к базе данных, которые могут в конечном итоге угрожать целостности данных. В стандарте различаются следующие аномалии:

• Потерянные изменения. Транзакция Т1 читает данные. Транзакция Т2 читает те же данные. Транзакция T1 на основании прочитанного значения вычисляет новое значение данных, записывает его в базу данных и завершается. Транзакция T2 на основании прочитанного значения вычисляет новое значение данных, записывает его в базу данных и завершается. В результате значение, записанное транзакцией Т2, "затрет" значение, записанное транзакцией Т1.
• Грязное чтение. Транзакция Т1 изменяет некоторые данные, но еще не завершается. Транзакция Т2 читает эти же данные (с изменениями, внесенными транзакцией Т1) и принимает на их основе какие-то решения. Транзакция Т1 выполняет откат. В результате решение, принятое транзакцией Т2, основано на неверных данных.
• Неповторяющееся чтение. Транзакция Т1 в ходе своего выполнения несколько раз читает одни и те же данные. Транзакция Т2 в интервалах между чтениями данных в транзакции Т1 изменяет эти данные и фиксируется. В результате оказывается, что чтения одних и тех же данных в транзакции Т1 дают разные результаты.
• Фантом. Транзакция Т1 в ходе своего выполнения несколько раз выбирает множество строк по одним и тем же критериям. Транзакция Т2 в интервалах между выборками транзакции Т1 добавляет или удаляет строки или изменяет столбцы некоторых строк, используемых в критерии выборки, и фиксируется. В результате оказывается, что одинаковые запросы в транзакции Т1 выбирают разные множество строк.

Промышленные СУБД в том или ином объеме выполняют требования стандарта по дифференциации уровней изоляции, но при формально одном и том же уровне изоляции поведение транзакций может существенно различаться в разных СУБД.
Определение уровней изоляции в стандарте и в рассматриваемых нами СУБД сведено в таблицу:

Уровни изоляции SQL/92	Аномалии				DB2	Oracle
	А1	А2	А3	А4
READ UNCOMMITTED	нет	да	да	да	UNCOMMITTED READ (UR)	-
READ COMMITTED	нет	нет	да	да	CURSOR STABILITY (CS)	READ COMMITTED
REPEATABLE READ	нет	нет	нет	да	READ STABILITY (RS)	-
SERIALIZABLE	нет	нет	нет	нет	REPEATABLE READ (RR)	SERIALIZABLE
Аномалии:     А1 - Потерянные изменения     А3 - Неповторяющееся чтение     А2 - Грязное чтение     А4 - Фантом

Кроме названных, в Oracle имеется еще уровень изоляции READ ONLY - для только-читающих транзакций.
В Oracle требуемый уровень изоляции может быть установлен для сеанса соединения с базой данных - как одна из возможностей оператора ALTER SESSION или для отдельной транзакции оператором SET TRANSACTION. Синтаксис этих операторов показан на рис. 5.4.

Рисунок 5.4 - Операторы ALTER SESSION и SET TRANSACTION (Oracle)

В DB2 уровень изоляции устанавливается для приложения, и способы его установки различны для разных способов разработки приложений. При работе в среде DB2 Command Line Processor или DB2 Command Center уровень изоляции устанавливается перед соединением с базой данных оператором CHANGE ISOLATION:

Рисунок 5.5 - Операторы CHANGE ISOLATION (DB2)