解說SQL的Transaction與隔離層級

什麼是Transaction？

Transaction，大陸有人翻譯為交易或事務，但都同一個意思。

它是一個執行過程中的一個邏輯單位。比方說SELECT、INSERT、UPDATE，當中也可能包含多個行為，比方說查詢後更新。為了確保資料庫的交易在各種情況下都是維持正確性，交易有四個特性，也就是俗稱的ACID。

1. Atomicity 原子性

原子性主張交易必須要維持統一不變的狀況，交易必須是全數成功，不然就得是全部失敗。
舉例： 假設你是消費者，進行消費後在前台的交易系統有存入這筆交易，但是系統的交易後台卻沒有這筆交易，顯示更新這個功能只做了一半，交易的行為破壞了原子性。

2. Consistency 一致性

一致性主張，交易前與交易後都必須要遵守完整性的規範，比方說店家前台的交易系統與系統後台必須要維持一致性，交易的結果不統一破壞了一致性。

3. Isolation 隔離性

隔離性代表了交易不應該互相干擾，假設你看到的戶頭有1000元，而你在領800去吃飯時，剛好電費同時扣款導致你無法進行交易。不夠嚴謹的隔離性後續會產生許多問題，等一下會一一介紹。

4. Durability 永久性

永久性意味對於資料的寫入是永久的，即使系統故障也不會丟失資料。

這些規範看起來很合理，但未必適合每種商業場景，實際上還是要多多考慮實際上的商業場景在做出決定。就好比高可用性與系統效能永遠都是一個無法兼得的選項一樣。端看你要如何取捨。

三種SQL隔離性會產生的問題

設定了錯誤的隔離層級會造成許多系統上難維護的課題，特別是在多執行緒的場景，使用Trasaction特性要特別謹慎。常見的隔離性不正確會有以下問題：

1. Dirty Read 髒讀

指一筆交易在處理過程中讀取了另外一個交易”未提交”的數據。
舉例：
帳戶原有1000，
A會

1. 對帳戶領500
2. 對帳戶存500
   B會
3. 讀取帳戶餘額。

在兩者同時處理的併發情況下可能發生： A1 > B >A2
也就是說帳戶其實錢並沒有減少，但在B的視角中，可能產生帳戶少了500元的結果。

2. Non-Repeatable 不可重複讀

指一個交易範圍內，多次查詢某個數據，卻得到不同的結果。
舉例：
呈上例，B初次讀取時得到了500，但過一下子讀取後又得到了1000。兩次結果不一致。

3. Phantom Read 幻讀

一個交易範圍內，多次查詢某個數據，卻得到不同的資料筆數。

四種隔離層級

1. Read Uncommitted:

這個隔離層級可以讀取尚未commit的資料，因為資料包含為commit的資料，所以可能會產生以上三種問題。
這種隔離層級可能產生：

• 髒讀
• 不可重複讀
• 幻讀

2. Read Committed：

這個隔離層級只允許讀取其他 transaction commit 過的資料，可以解決髒讀的問題，
不過如果一個 transaction 的兩個 SELECT 語法間有另一個交易 commit 了新資料，
會造成第一次讀取與第二次讀取結果不一致的問題，也就是上面介紹過的不可重複讀。
這種隔離層級可能產生：

• 不可重複讀
• 幻讀

3. Repeatable Read

同一個 transaction 內，除非自己修改，否則多次 SELECT 的結果都會相同，解決了不可重複讀的問題。
這種隔離層級可能產生：

• 幻讀

4. Serializable

在一開始提過，是一個用效能換取一致性的隔離層級，
讓所有 transaction 序列化執行，避免併發可能會造成的問題。
可解決問題但效能低落。

以上