Tranzaksiya izolyatsiya darajalari: dirty read’dan serializable’gacha

Qisqa javob

Ikki tranzaksiya bir vaqtda bir xil ma’lumot bilan ishlaganda, baza har biri nimani ko‘rishini hal qilishi kerak. Ana shu qaror izolyatsiya darajasi deyiladi. Daraja qanchalik yuqori bo‘lsa, anomaliyalar shunchalik kam, lekin kutish yoki qayta bajarish kerak bo‘lgan bekor qilingan tranzaksiyalar ko‘proq.

Sukut bo‘yicha PostgreSQL Read Committed, MySQL InnoDB esa Repeatable Read ishlatadi.

To‘rtta anomaliya

Misollarda ikkita sessiya, A va B, hamda accounts jadvali bor.

Iflos o‘qish (dirty read): A tranzaksiyasi B o‘zgartirgan, lekin hali commit qilmagan ma’lumotni o‘qiydi. B rollback qilsa, A hech qachon mavjud bo‘lmagan qiymat asosida qaror qilgan bo‘ladi.

-- B
BEGIN; UPDATE accounts SET balance = 0 WHERE id = 1;
-- A (MySQL’da Read Uncommitted) balance = 0 ni ko‘radi
-- B
ROLLBACK;

Takrorlanmaydigan o‘qish: A bitta tranzaksiya ichida qatorni ikki marta o‘qiydi va turli qiymat oladi, chunki orada B o‘zgarishni commit qildi.

Fantom o‘qish: A bir xil WHERE so‘rovini ikki marta bajaradi va boshqa qatorlar to‘plamini oladi, chunki B mos qatorlarni qo‘shdi yoki o‘chirdi.

Yo‘qolgan yangilanish (lost update): ikkala tranzaksiya bir qiymatni o‘qiydi, ilovada yangisini hisoblaydi va yozadi. Ikkinchi yozuv birinchisini jimgina ustidan yozib yuboradi.

-- A va B balance = 100 ni o‘qidi
-- A 100 + 50 = 150 yozadi, commit
-- B 100 - 30 = 70 yozadi, commit  -> A’ning +50 i yo‘qoldi

MVCC va darajalar ularni qanday to‘sadi

PostgreSQL va InnoDB MVCC (ko‘p versiyali boshqaruv) dan foydalanadi: yangilash qatorning yangi versiyasini yaratadi, o‘quvchilar esa yozuvchilarni kutmasdan snapshotni ko‘radi. Izolyatsiya darajasi snapshot qanchalik tez-tez olinishini belgilaydi.

• Read Committed: har bir so‘rov uchun yangi snapshot. Commit qilinmagan ma’lumot ko‘rinmaydi, lekin bitta tranzaksiyadagi ikki so‘rov turli holatni ko‘rishi mumkin.
• Repeatable Read: butun tranzaksiya uchun bitta snapshot. Takroriy o‘qish bir xil natija beradi. PostgreSQL’da bu daraja fantomlarni ham yashiradi, parallel commit qilingan tranzaksiya o‘zgartirgan qatorni yangilashga urinilganda esa yangilanishni yo‘qotish o‘rniga serializatsiya xatosini qaytaradi. InnoDB’da oddiy o‘qish snapshot bo‘yicha boradi, blokirovkali o‘qish va yangilashlar esa oxirgi versiya bilan ishlaydi va fantomlarga qarshi gap-blokirovkalardan foydalanadi.
• Serializable: natija qandaydir ketma-ket tartibga mos kelishi shart. PostgreSQL Serializable Snapshot Isolation’dan foydalanadi va write skew kabi xavfli holatni sezsa, tranzaksiyani bekor qiladi. MySQL bunga asosan qo‘shimcha blokirovkalar orqali erishadi.
• Read Uncommitted: PostgreSQL’da Read Committed kabi ishlaydi, u yerda iflos o‘qish yo‘q.

Asosiy xulosa: Repeatable Read va Serializable’da kodingiz serializatsiya xatosi (SQLSTATE 40001) bilan tushgan tranzaksiyalarni qayta bajarishi shart.

SELECT FOR UPDATE va atomar yangilashlar

Real hayotdagi ko‘p xatolar — Read Committed darajasida «o‘qi-o‘zgartir-yoz» kodidagi yo‘qolgan yangilanishlar. Uchta amaliy yechim bor.

1. Atomar UPDATE, agar mantiq SQL’ga sig‘sa:

UPDATE accounts SET balance = balance - 30
WHERE id = 1 AND balance >= 30;

2. Pessimistik blokirovka — SELECT ... FOR UPDATE qatorni commit’gacha bloklaydi:

BEGIN;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1 FOR UPDATE;
-- ilova tekshiradi va hisoblaydi
UPDATE accounts SET balance = 70 WHERE id = 1;
COMMIT;

Shu qatorni bloklash yoki yangilashga urinayotgan boshqa tranzaksiyalar kutadi. Variantlar: FOR UPDATE NOWAIT darhol xato beradi, FOR UPDATE SKIP LOCKED band qatorlarni o‘tkazib yuboradi — vazifalar navbati uchun qulay.

3. Optimistik blokirovka — versiya ustuni orqali:

UPDATE orders SET status = 'paid', version = version + 1
WHERE id = 42 AND version = 7;
-- 0 qator yangilandi -> kimdir oldinroq o‘zgartirgan, qayta o‘qing va takrorlang

Qanday tanlash kerak

• Read Committed va atomar yangilashlar yoki FOR UPDATE ko‘pchilik veb-ilovalar ehtiyojini yopadi.
• Repeatable Read izchil hisobotlar va bitta tranzaksiyadagi ko‘p bosqichli o‘qishlar uchun mos.
• Serializable bir nechta qatorga taalluqli murakkab invariantlar uchun (masalan, «navbatchilikda doim kamida bitta shifokor bor»), agar qayta urinish mantig‘i bo‘lsa.
• Tranzaksiyalarni qisqa tuting: uzun tranzaksiyalar blokirovkalar va eski qator versiyalarini uzoqroq ushlab turadi.