今天接著昨天沒介紹完的 ACID

Atomicity 原子性

Atomicity，指的是 transaction 是一個單一個工作單元，原子性的 transaction 代表整個 transaction 中如果其中一個操作失敗，就會 fail 或重來。也就是只有完成和未完成兩種狀態，不會有中間的狀態。

Conststency 一致性

Conststency 確保每個 transaction 開始和結束時，資料庫都處於一致的狀態。換句話說，資料必須遵循所有的定義規則。完成一個 transaction 後，應轉到另一個一致的狀態。舉個例子，餘額不會有負數的出現，因此轉出的錢不能超過你的餘額，如果你轉出了餘額變負數，DB 就需要 ROLLBACK。

Isolation 隔離性

Isolation確保並發執行的 transaction 彼此之間不會互相影響。換句話說，transaction 在被提交 (commit) 前，其他 transaction 無法看到其未完成的結果。Isolation 避免了如髒讀(Dirty Reads)、不可重複讀(Non-repeating Reads)和幻讀(Phantom Read)等問題。

• 髒讀:
  • 假設一個客戶的帳戶裡有 2000 元，客戶正在進行一個 transaction，匯出 200 元。此 transaction 已經寫入資料庫，但尚未提交 (commit)。這時，另一個使用者查看這個帳戶的餘額。如果他看到的餘額是 1800 元，那麼這就是髒讀 (dirty read)，因為這筆 transaction 還未提交，未來可能會被 ROLLBACK。而隔離性較好的情況下，這位使用者應該只能看到原來的 2000 元，直到 transaction 完成並提交。
• 不可重複讀:
  • 不可重複讀是指在一個 transaction 中，對同一筆資料進行多次查詢時，讀取到的結果不一致，因為另一個 transaction 在查詢期間修改了這筆資料。
  • 假設你的帳戶有 2000 元，你執行一個transaction) 要匯款 2000 元。transaction 首先會查詢你的帳戶餘額，確認有足夠金額進行匯款。這時系統查詢到你的餘額是 2000 元，判定足夠匯款。接著在匯款過程中，另一個transaction 在你的帳戶中提走了 500 元，這時當系統再次確認帳戶餘額時，發現餘額只有 1500 元，導致匯款失敗。
• 幻讀:
  • 幻讀指在一個 transaction 中，多次查詢某一條件範圍內的資料時，由於另一個 transaction 插入或刪除了滿足該條件的記錄，導致查詢結果的數量發生變化，就像幻影般多出來的新紀錄 XD。
  • 假設使用者在一個 transcation A 查詢所有餘額大於 2000 元的帳戶，結果查詢到 10 個帳戶。此時，使用者 B 創建了一個新帳戶，並將該帳戶的餘額設為 2300 元，然後提交了 transaction。這時使用者 A 在同一個 transaction 中再次查詢餘額大於 500 元的帳戶，結果變成了 6 個帳戶。這樣的差異就可能會影響這個 transaction 原本可能執行後的結果。
• Isolation level 隔離層級：
  • Read Uncommitted:
    • 允許讀取未提交的變更，可能導致髒讀。
  • Read Committed:
    • 只允許讀取已提交的變更，但可能發生不可重複讀。
    • 避免髒讀
  • Repeatable Read:
    • 保證在一個 transaction 內，多次讀取同一行資料的結果一致，避免不可重複讀。
    • 可以避免不可重複讀。
  • Serializable:
    • 提供最高的隔離性，確保 transaction 以串行方式執行，完全避免並發問題。
    • 可以避免幻讀
      -以下為整理好的表格，根據不同的系統和要求通常至少會是 Read Committed 以上的隔離層級。

• Postgresql 的 isolation level
  • Postgresql 中預設是使用 Read committed。

ithome=# SHOW TRANSACTION ISOLATION LEVEL;
 transaction_isolation
-----------------------
 read committed

• 修改 isolation level
  • 可以在每次 transaction 設定單次的
  • 也可以在 postgresql.conf 裡修改

單次的操作

BEGIN;
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
這裡是 transaction 操作
COMMIT;

直接修改 postgresql.conf
restart postgresql 後再回到 DB
可以看到修改完後就會是 serializable

ithome=# SHOW TRANSACTION ISOLATION LEVEL;
 transaction_isolation
-----------------------
 serializable

Durability 持久性

Durability，指的就是變更寫入資料庫後，資料的修改就不會變了，即便系統故障也不會丟失。

Reference

• https://openhome.cc/Gossip/HibernateGossip/IsolationLevel.html