W kontekście baz danych termin „poziom izolacji” odnosi się do stopnia separacji utrzymywanej między współbieżnymi transakcjami wykonywanymi w systemie bazy danych. Określa widoczność zmian dokonywanych przez jedną transakcję w innych równoległych transakcjach, kontrolując potencjalne anomalie i konflikty, które mogą pojawić się podczas operacji. Poziomy izolacji to kluczowa koncepcja w systemach baz danych, ponieważ pomagają zapewnić spójność i integralność danych przez cały okres istnienia bazy danych bez uszczerbku dla wydajności i współbieżności. Właściwy dobór i zrozumienie poziomów izolacji jest ważne dla programistów pracujących na AppMaster . This powerful no-code platform generuje funkcjonalne i skalowalne aplikacje na podstawie planów, zmniejszając dług techniczny i poprawiając szybkość tworzenia aplikacji oraz efektywność kosztową.
Znaczenie poziomów izolacji wynika z właściwości ACID, zestawu pożądanych cech dla każdego systemu bazodanowego, co oznacza niepodzielność, spójność, izolację i trwałość. W szczególności właściwość Isolation gwarantuje, że transakcje współbieżne mogą działać bez wpływu na siebie nawzajem, zapobiegając w ten sposób różnym problemom, takim jak brudne odczyty, niepowtarzalne odczyty i odczyty fantomowe. Problemy te mogą prowadzić do niedokładności danych, niespójności i ogólnego niepożądanego wpływu na wydajność i funkcjonalność aplikacji. Dostosowując poziom izolacji w bazie danych, programiści mogą precyzyjnie dostroić wydajność systemu i kompromisy w zakresie spójności w oparciu o specyficzne potrzeby ich aplikacji.
Istnieją cztery główne poziomy izolacji zdefiniowane w standardzie SQL, które są szeroko stosowane w różnych systemach zarządzania bazami danych (DBMS):
- Odczyt niezatwierdzony: najniższy poziom izolacji zapewnia najmniejszą spójność danych. Transakcje mogą zobaczyć niezatwierdzone zmiany dokonane przez inne transakcje, powodując błędne odczyty i nie oferując żadnej ochrony przed niepowtarzalnymi odczytami lub odczytami fantomowymi. Ten poziom nie jest zalecany dla systemów wymagających integralności danych.
- Zatwierdzony odczyt: wyższy poziom, który zapobiega nieczytelnym odczytom, wyświetlając tylko zatwierdzone dane dla innych transakcji. Jednak niepowtarzalne odczyty mogą nadal występować, ponieważ inne transakcje mogą zmieniać dane między dwoma oddzielnymi odczytami w ramach tej samej transakcji. Odczyty fantomowe również nie są blokowane na tym poziomie, co może prowadzić do niespójności w wynikach, gdy operacje obejmują zakres wierszy lub wiele powiązanych tabel.
- Odczyt powtarzalny: zapewnia jeszcze wyższy poziom spójności danych w porównaniu do odczytu zatwierdzonego. Zapewnia, że dane odczytane w ramach transakcji pozostaną niezmienione, nawet jeśli zostaną zaktualizowane przez inne transakcje, zapobiegając zarówno nieczytelnym odczytom, jak i niepowtarzalnym odczytom. Jednak odczyty fantomowe mogą nadal występować na tym poziomie, ponieważ inne równoczesne transakcje mogą zmienić liczbę rekordów spełniających określone warunki.
- Możliwość serializacji: najwyższy poziom izolacji, skutecznie gwarantujący pełną spójność danych poprzez egzekwowanie ścisłych reguł dotyczących zachowań transakcyjnych. Poziom izolacji z możliwością serializacji zapobiega odczytom brudnym, niepowtarzalnym i fantomowym, zapewniając, że transakcje są wykonywane tak, jakby były uruchamiane sekwencyjnie, a nie jednocześnie. Oferując najlepszą spójność, ten poziom może obniżyć wydajność ze względu na zwiększone mechanizmy blokowania i blokowania wymagane do osiągnięcia ścisłej izolacji.
Deweloperzy są odpowiedzialni za wybór odpowiedniego poziomu izolacji dla swojej aplikacji w zależności od jej specyficznych wymagań i pożądanej równowagi między wydajnością a spójnością danych. Na przykład aplikacja wymagająca dużej współbieżności i przepustowości może obniżyć poziom izolacji, aby zmniejszyć potencjalne rywalizacje i blokady, akceptując pewne kompromisy w zakresie spójności danych. I odwrotnie, aplikacja, dla której priorytetem jest integralność i spójność danych, może zdecydować się na wyższy poziom izolacji, pomimo zwiększonego ryzyka narzutu na wydajność.
Nowoczesne systemy baz danych mogą również oferować dodatkowe, specyficzne lub konfigurowalne poziomy izolacji dostosowane do różnych przypadków użycia. Niektóre przykłady obejmują Snapshot Isolation, która utrzymuje spójny widok danych w całej transakcji, robiąc migawkę danych na początku, oraz Optimistic Concurrency Control (OCC), która wykrywa konflikty z innymi transakcjami i ponawia próbę transakcji, jeśli to konieczne, zamiast niż blokować. Odbiegając od standardu SQL, te mechanizmy izolacji mogą zapewnić bardziej szczegółową kontrolę programistom poszukującym optymalizacji wydajności i gwarancji spójności.
Na platformie AppMaster no-code programiści mogą integrować wygenerowane przez siebie aplikacje z dowolną bazą danych zgodną z PostgreSQL jako główną bazą danych, korzystając z poziomów izolacji i innych funkcji bazy danych, które zapewnia PostgreSQL. Aplikacje zbudowane za pomocą AppMaster mogą wykazać się niesamowitą skalowalnością w zastosowaniach korporacyjnych i przy dużym obciążeniu, a właściwe zarządzanie poziomami izolacji jest kluczowym aspektem osiągnięcia optymalnej wydajności i spójności w takich aplikacjach.
Głębokie zrozumienie poziomów izolacji jest niezbędne dla programistów pracujących z bazami danych, ponieważ pozwala im skutecznie zarządzać kompromisami między spójnością danych, wydajnością i współbieżnością dla ich konkretnych potrzeb aplikacji. Użytkownicy platformy AppMaster powinni wziąć pod uwagę różne poziomy izolacji dostępne w wybranym systemie bazodanowym i podjąć świadomą decyzję, którego poziomu użyć, aby zapewnić równowagę między niezawodnością a wydajnością w swoich aplikacjach.
