Что такое неповторяющееся чтение (non-repeatable read)?

Неповторяющееся чтение (non-repeatable read) — это один из типов аномалий, связанных с чтением данных в многопользовательских системах баз данных. Эта аномалия возникает, когда транзакция читает одно и то же значение дважды и получает разные результаты, потому что между этими чтениями другая транзакция изменила данные.

Пример неповторяющегося чтения

Рассмотрим следующий сценарий:

1. Транзакция A читает значение столбца balance у пользователя с ID 1, которое равняется 100.
2. В это время транзакция B, выполняя обновление, изменяет значение balance для пользователя с ID 1 и устанавливает его на 150.
3. Транзакция A повторно читает значение столбца balance у пользователя с ID 1, и в этот раз получает 150.

Таким образом, транзакция A видит разные значения balance в ходе своей работы, что и создаёт проблему неповторяющегося чтения.

Сравнение с другими аномалиями

Неповторяющееся чтение отличается от других типов аномалий:

• Фантомное чтение (phantom read): Здесь транзакция видит разные строки в результате выполнения одного и того же запроса из-за вставки или удаления других транзакций. Например, если транзакция A считывает всех пользователей с балансом больше 100, а транзакция B добавляет нового пользователя с балансом 150, то повторное чтение в транзакции A покажет уже другой набор пользователей.

• Неповторяющееся чтение (non-repeatable read): Как уже упоминалось, это ситуация, когда одно и то же значение может изменяться между двумя чтениями в одной транзакции.

Уровни изоляции транзакций

Неповторяющееся чтение можно контролировать с помощью уровней изоляции транзакций в SQL. Основные уровни изоляции, которые касаются данной проблемы:

1. Read Uncommitted: На этом уровне транзакции могут видеть изменения, сделанные другими транзакциями, даже если они не были завершены. Это наиболее "открытый" уровень, который не защищает от неповторяющегося чтения.
2. Read Committed: На этом уровне транзакции видят только завершенные изменения. Это уменьшает шанс неповторяющегося чтения, но не устраняет его полностью.
3. Repeatable Read: Здесь транзакция гарантированно видит одно и то же значение при повторном чтении, что устраняет неповторяющееся чтение.
4. Serializable: Этот уровень изоляции обеспечивает максимальную защиту от всех аномалий, включая фантомные чтения и неповторяющиеся чтения.

Практические советы

• Выбор уровня изоляции: Важно правильно выбрать уровень изоляции для ваших транзакций в зависимости от требований к целостности данных и производительности. На высоких уровнях изоляции может быть заметное снижение производительности из-за блокировок.

• Оптимизация запросов: При проектировании системы старайтесь избегать сложных транзакционных схем, которые могут привести к частым блокировкам и, как следствие, увеличению времени ожидания.

Распространенные ошибки

• Игнорирование уровня изоляции: Некоторые разработчики не учитывают уровень изоляции и, как следствие, сталкиваются с неожиданными изменениями данных.

• Плохое управление транзакциями: Неверное использование транзакций может привести к блокировкам и мертвым блокировкам, особенно в системах с высокой конкуренцией.

Понимание неповторяющегося чтения и его влияние на целостность данных в системах с несколькими транзакциями поможет вам более эффективно проектировать и управлять вашими приложениями.