Средства языка SQL для обеспечения авторизации доступа к данным, управления транзакциями, сессиями и подключениями

Уровни изоляции SQL-транзакции

В стандарте SQL:1999 уровни изоляции определяются на основе нескольких феноменов, которые могут возникать при выполнении транзакций^{15В действительности, этот подход был введен еще в проекте System R.}.

Феномен "грязного" чтения (dirty read)

Этому феномену подвержены транзакции, в которых допускается возможность видеть изменения объектов базы данных, производимые другими одновременно выполняемыми и еще не зафиксированными транзакциями. Простой пример феномена "грязного" чтения показан на рис.18.4.

Рис. 18.4. Феномен "грязного" чтения

На этом рисунке показано, что в момент времени t0 были образованы две транзакции T1 и T2. В момент времени t1 транзакция T1 успешно выполняет операцию модификации некоторого объекта базы данных O. В момент времени t2 ( t2>t1 ) транзакция T2 читает объект O, после чего успешно завершается в момент времени t3. Транзакция же T1 завершается в момент времени t4 ( t4>t3 ), причем в ней выполняется оператор ROLLBACK , что приводит к ликвидации в базе данных последствий изменения объекта O. В результате оказывается, что в транзакции T2 обрабатывались данные, которые реально не существуют в базе данных (отсюда и термин "грязные" данные).

В SQL феномен "грязного" чтения может наблюдаться у транзакций, выполняемых на уровне изоляции READ UNCOMMITTED . Рекомендуется использовать этот уровень изоляции только в тех транзакциях, для выполнения функций которых точные данные не обязательны (например, в транзакциях, производящих статистическую обработку).

Феномен неповторяемого чтения (unrepeatable read)

Этому феномену подвержены транзакции, читающие некоторые объекты базы данных и допускающие изменения уже прочитанных объектов другими транзакциями. Пример феномена неповторяемого чтения показан на рис.18.5.

Рис. 18.5. Феномен неповторяемого чтения

На этом рисунке показано, что в момент времени t0 были образованы две транзакции T1 и T2. В момент времени t1 транзакция T2 выполняет операцию чтения некоторого объекта базы данных O (например, производит выборку строки из таблицы с указанием значения первичного ключа). В момент времени t2 ( t2>t1 ) транзакция T1 изменяет объект O (модифицирует или даже удаляет). В момент времени t3 ( t3>t2 ) транзакция T2 повторно считывает объект O и обнаруживает, что он изменился или вовсе отсутствует. Другими словами, в транзакции T2 повторное выполнение выборки объекта базы данных O дало результат, отличный от результата первого выполнения (отсюда и происходит термин "неповторяемое чтение").

В SQL феномен неповторяемого чтения может наблюдаться у транзакций, выполняемых на уровне изоляции READ COMMITTED (этот уровень изоляции, как показывает его название, гарантирует отсутствие феномена "грязного" чтения ).

Феномен фантомов

Этому феномену подвержены транзакции, производящие выборку строк и таблиц базы данных и допускающие добавление к данным таблицам другими транзакциями строк, которые удовлетворяют условию выборки. Пример феномена фантомов показан на рис.18.6.

Рис. 18.6. Феномен фантомов

На этом рисунке показано, что в момент времени t0 были образованы две транзакции, T1 и T2. В момент времени t1 транзакция T2 выполняет операцию выборки строк из таблицы R по условию c. В момент времени t2 ( t2>t1 ) транзакция T1 выполняет над таблицей R операцию обновления (вставки или модификации строк), в результате которой в таблице R появляются дополнительные строки, удовлетворяющие условию c. В момент времени t3 ( t3>t2 ) транзакция T2 повторно выполняет операцию выборки строк из таблицы R по условию c и обнаруживает наличие в результате дополнительных фантомных строк.

В SQL феномен фантомов может наблюдаться у транзакций, выполняемых на уровне изоляции REPEATABLE READ ( этот уровень изоляции, как показывает его название, гарантирует отсутствие феномена неповторяемого чтения ).

Наконец, для транзакций, выполняемых на уровне изоляции SERIALIZABLE , невозможно и проявление феномена фантомов. Термин serializable ( сериализуемый ) используется по той причине, что при работе на данном уровне изоляции суммарный эффект выполнения набора транзакций {T1, T2, ... , Tn} идентичен эффекту некоторого последовательного выполнения этих транзакций. Это означает предельную изолированность транзакций. Общая картина взаимосвязи уровней изоляции и феноменов транзакций показана в таблице 18.2.