В контексте баз данных термин «уровень изоляции» относится к степени разделения, поддерживаемой между параллельными транзакциями, которые выполняются в системе базы данных. Он определяет видимость изменений, сделанных одной транзакцией, для других параллельных транзакций, контролируя потенциальные аномалии и конфликты, которые могут возникнуть во время операций. Уровни изоляции являются важнейшей концепцией в системах баз данных, поскольку они помогают обеспечить согласованность и целостность данных на протяжении всего жизненного цикла базы данных без ущерба для производительности и параллелизма. Правильный выбор и понимание уровней изоляции важно для разработчиков, работающих с AppMaster . Эта мощная no-code платформа создает функциональные и масштабируемые приложения на основе чертежей, сокращая технический долг и повышая скорость и рентабельность разработки приложений.
Важность уровней изоляции проистекает из свойств ACID, набора желательных характеристик для любой системы баз данных, которые означают атомарность, непротиворечивость, изоляцию и долговечность. В частности, свойство Isolation гарантирует, что параллельные транзакции могут работать, не влияя друг на друга, тем самым предотвращая различные проблемы, такие как грязное чтение, неповторяющееся чтение и фантомное чтение. Эти проблемы могут привести к неточностям данных, несоответствиям и общему нежелательному влиянию на производительность и функциональность приложения. Настраивая уровень изоляции в базе данных, разработчики могут точно настроить производительность системы и компромиссы согласованности в зависимости от конкретных потребностей своего приложения.
В стандарте SQL определены четыре основных уровня изоляции, которые широко используются в различных системах управления базами данных (СУБД):
- Read Uncommitted: самый низкий уровень изоляции обеспечивает наименьшую согласованность данных. Транзакции могут видеть незафиксированные изменения, сделанные другими транзакциями, что приводит к грязным чтениям и не обеспечивает защиты от неповторяющихся или фантомных чтений. Этот уровень не рекомендуется для систем, требующих целостности данных.
- Read Committed: более высокий уровень, который предотвращает грязное чтение, показывая другим транзакциям только зафиксированные данные. Однако неповторяющиеся операции чтения все же могут происходить, поскольку другие транзакции могут изменять данные между двумя отдельными операциями чтения в рамках одной и той же транзакции. Фантомные чтения также не предотвращаются на этом уровне, что может привести к несоответствиям в результатах, когда операции включают диапазон строк или несколько связанных таблиц.
- Repeatable Read: Обеспечивает еще более высокий уровень согласованности данных по сравнению с Read Committed. Гарантирует, что данные, считанные в рамках транзакции, останутся неизменными, даже если они будут обновлены другими транзакциями, что предотвращает как грязное, так и неповторяемое чтение. Однако на этом уровне все еще могут происходить фантомные чтения, поскольку другие параллельные транзакции могут изменить количество записей, отвечающих определенным условиям.
- Сериализуемый: самый высокий уровень изоляции, эффективно гарантирующий полную согласованность данных за счет применения строгих правил поведения транзакций. Сериализуемый уровень изоляции предотвращает грязное чтение, неповторяемое чтение и фантомное чтение, гарантируя, что транзакции выполняются так, как если бы они выполнялись последовательно, а не одновременно. Предлагая наилучшую согласованность, этот уровень может поставить под угрозу производительность из-за увеличения количества механизмов блокировки и блокировки, необходимых для достижения строгой изоляции.
Разработчики несут ответственность за выбор соответствующего уровня изоляции для своего приложения в зависимости от его конкретных требований и желаемого баланса между производительностью и согласованностью данных. Например, приложение, требующее высокого параллелизма и пропускной способности, может выбрать более низкий уровень изоляции, чтобы уменьшить потенциальную конкуренцию и блокировки, приняв некоторые компромиссы в отношении согласованности данных. И наоборот, приложение, для которого целостность и непротиворечивость данных важнее всего остального, может выбрать более высокий уровень изоляции, несмотря на повышенный риск снижения производительности.
Современные системы баз данных также могут предлагать дополнительные, специальные или настраиваемые уровни изоляции, предназначенные для различных вариантов использования. Некоторые примеры включают Snapshot Isolation, который поддерживает согласованное представление данных на протяжении всей транзакции, делая моментальный снимок данных в начале, и Optimistic Concurrency Control (OCC), который обнаруживает конфликты с другими транзакциями и при необходимости повторяет транзакцию. чем заблокировать. В отличие от стандарта SQL, эти механизмы изоляции могут обеспечить более детальный контроль для разработчиков, стремящихся к оптимизации производительности и гарантиям согласованности.
На платформе no-code AppMaster разработчики могут интегрировать созданные ими приложения с любой базой данных, совместимой с PostgreSQL, в качестве основной базы данных, используя уровни изоляции и другие функции базы данных, предоставляемые PostgreSQL. Приложения, созданные с помощью AppMaster, могут демонстрировать удивительную масштабируемость для корпоративных и высоконагруженных сценариев использования, а правильное управление уровнями изоляции является ключевым аспектом достижения оптимальной производительности и согласованности в таких приложениях.
Глубокое понимание уровней изоляции необходимо разработчикам, работающим с базами данных, поскольку оно позволяет им эффективно управлять компромиссами между согласованностью данных, производительностью и параллелизмом для своих конкретных потребностей приложений. Пользователи платформы AppMaster должны учитывать различные уровни изоляции, доступные в выбранной ими системе баз данных, и принимать обоснованные решения о том, какой уровень использовать, чтобы обеспечить баланс между надежностью и эффективностью своих приложений.
