Проблемы параллелизма и уровни изоляции

В прошлом уроке мы назвали изоляцию самой хитрой буквой ACID. Если бы транзакции шли строго по очереди, проблем бы не было. Но база обслуживает сотни пользователей одновременно, и их транзакции перемешиваются. Этот урок про то, что ломается при таком перемешивании, и про уровни изоляции: ручку, которой ты выбираешь, от каких поломок защищаться.

Общий документ

Представь документ, который одновременно правят два человека. Пока ты пишешь абзац, коллега читает его недописанным. Ты перечитываешь таблицу, а в ней уже другие числа. Вы оба исправили одну цифру, и победила правка того, кто сохранил последним. Каждая из этих сцен в базах данных имеет своё имя.

Четыре аномалии

Проблемы одновременной работы называют аномалиями параллелизма. Разберём четыре главные на балансе Пети, где лежит 10000 рублей.

Грязное чтение

T1: UPDATE balance = 5000   (оплата, ещё не зафиксирована)
T2: SELECT balance  → 5000  (видит незафиксированное)
T1: ROLLBACK                (оплата отменилась)

T2 прочитала 5000, которых в базе так и не случилось. Чтение незафиксированных изменений называют грязным чтением.

Неповторяемое чтение

T2: SELECT balance  → 10000
T1: UPDATE balance = 5000; COMMIT
T2: SELECT balance  → 5000  (тот же запрос, другой ответ)

Здесь T2 видит только зафиксированное, но одно и то же чтение внутри её транзакции дало два разных ответа. Это неповторяемое чтение. Отчёт, который сначала считает сумму, а потом детали, разойдётся сам с собой.

Фантомное чтение

T2: SELECT count(*) FROM enrollments WHERE course_id = 10  → 30
T1: INSERT INTO enrollments ... (course_id = 10); COMMIT
T2: SELECT count(*) FROM enrollments WHERE course_id = 10  → 31

Старые строки не менялись, но появилась новая, подходящая под условие. Её называют фантомом.

Потерянное обновление

Приложение списывает деньги так: прочитало баланс, посчитало новый, записало.

T1: SELECT balance → 10000
T2: SELECT balance → 10000
T1: UPDATE balance = 10000 - 5000; COMMIT   → 5000
T2: UPDATE balance = 10000 - 3000; COMMIT   → 7000

Петя купил два курса, а списалось только 3000. Первая запись затёрта второй. Это потерянное обновление, ровно та беда с двумя тренерами из самого первого урока.