16. Лекция: Транзакции и блокировки

Приводится определение транзакции и ее свойств; представлены явные, неявные, автоматические и вложенные транзакции. Описываются средства обработки и управления транзакциями. Рассматривается механизм сохранения и отката транзакций. Вводится понятие параллельности в работе базы данных и методы управления параллельностью с использованием блокировок. Приводится описание уровней блокировок и уровней изоляции сервера. Выделяются основные и специальные типы блокировок.

Введение в транзакции

Концепция транзакций – неотъемлемая часть любой клиент-серверной базы данных.

Под транзакцией понимается неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации), приводящая к одному из двух возможных результатов: либо последовательность выполняется, если все операторы правильные, либо вся транзакция откатывается, если хотя бы один оператор не может быть успешно выполнен. Обработка транзакций гарантирует целостность информации в базе данных. Таким образом, транзакция переводит базу данных из одного целостного состояния в другое.

Поддержание механизма транзакций – показатель уровня развитости СУБД. Корректное поддержание транзакций одновременно является основой обеспечения целостности БД. Транзакции также составляют основу изолированности в многопользовательских системах, где с одной БД параллельно могут работать несколько пользователей или прикладных программ. Одна из основных задач СУБД – обеспечение изолированности, т.е. создание такого режима функционирования, при котором каждому пользователю казалось бы, что БД доступна только ему. Такую задачу СУБД принято называть параллелизмом транзакций.

Большинство выполняемых действий производится в теле транзакций. По умолчанию каждая команда выполняется как самостоятельная транзакция. При необходимости пользователь может явно указать ее начало и конец, чтобы иметь возможность включить в нее несколько команд.

При выполнении транзакции система управления базами данных должна придерживаться определенных правил обработки набора команд, входящих в транзакцию. В частности, разработано четыре правила, известные как требования ACID, они гарантируют правильность и надежность работы системы.

ACID-свойства транзакций

Характеристики транзакций описываются в терминах ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability – неделимость, согласованность, изолированность, устойчивость).

  • Транзакция неделима в том смысле, что представляет собой единое целое. Все ее компоненты либо имеют место, либо нет. Не бывает частичной транзакции. Если может быть выполнена лишь часть транзакции, она отклоняется.
  • Транзакция является согласованной, потому что не нарушает бизнес-логику и отношения между элементами данных. Это свойство очень важно при разработке клиент-серверных систем, поскольку в хранилище данных поступает большое количество транзакций от разных систем и объектов. Если хотя бы одна из них нарушит целостность данных, то все остальные могут выдать неверные результаты.
  • Транзакция всегда изолированна, поскольку ее результаты самодостаточны. Они не зависят от предыдущих или последующих транзакций – это свойство называется сериализуемостью и означает, что транзакции в последовательности независимы.
  • Транзакция устойчива. После своего завершения она сохраняется в системе, которую ничто не может вернуть в исходное (до начала транзакции) состояние, т.е. происходит фиксация транзакции, означающая, что ее действие постоянно даже при сбое системы. При этом подразумевается некая форма хранения информации в постоянной памяти как часть транзакции.

Указанные выше правила выполняет сервер. Программист лишь выбирает нужный уровень изоляции, заботится о соблюдении логической целостности данных и бизнес-правил. На него возлагаются обязанности по созданию эффективных и логически верных алгоритмов обработки данных. Он решает, какие команды должны выполняться как одна транзакция, а какие могут быть разбиты на несколько последовательно выполняемых транзакций. Следует по возможности использовать небольшие транзакции, т.е. включающие как можно меньше команд и изменяющие минимум данных. Соблюдение этого требования позволит наиболее эффективным образом обеспечить одновременную работу с данными множества пользователей.

Блокировки

Повышение эффективности работы при использовании небольших транзакций связано с тем, что при выполнении транзакции сервер накладывает на данные блокировки.

Блокировкой называется временное ограничение на выполнение некоторых операций обработки данных. Блокировка может быть наложена как на отдельную строку таблицы, так и на всю базу данных. Управлением блокировками на сервере занимается менеджер блокировок, контролирующий их применение и разрешение конфликтов. Транзакции и блокировки тесно связаны друг с другом. Транзакции накладывают блокировки на данные, чтобы обеспечить выполнение требований ACID. Без использования блокировок несколько транзакций могли бы изменять одни и те же данные.

Блокировка представляет собой метод управления параллельными процессами, при котором объект БД не может быть модифицирован без ведома транзакции, т.е. происходит блокирование доступа к объекту со стороны других транзакций, чем исключается непредсказуемое изменение объекта. Различают два вида блокировки:

  • блокировка записи – транзакция блокирует строки в таблицах таким образом, что запрос другой транзакции к этим строкам будет отменен;
  • блокировка чтения – транзакция блокирует строки так, что запрос со стороны другой транзакции на блокировку записи этих строк будет отвергнут, а на блокировку чтения – принят.

В СУБД используют протокол доступа к данным, позволяющий избежать проблемы параллелизма. Его суть заключается в следующем:

  • транзакция, результатом действия которой на строку данных в таблице является ее извлечение, обязана наложить блокировку чтения на эту строку;
  • транзакция, предназначенная для модификации строки данных, накладывает на нее блокировку записи;
  • если запрашиваемая блокировка на строку отвергается из-за уже имеющейся блокировки, то транзакция переводится в режим ожидания до тех пор, пока блокировка не будет снята;
  • блокировка записи сохраняется вплоть до конца выполнения транзакции.

Решение проблемы параллельной обработки БД заключается в том, что строки таблиц блокируются, а последующие транзакции, модифицирующие эти строки, отвергаются и переводятся в режим ожидания. В связи со свойством сохранения целостности БД транзакции являются подходящими единицами изолированности пользователей. Действительно, если каждый сеанс взаимодействия с базой данных реализуется транзакцией, то пользователь начинает с того, что обращается к согласованному состоянию базы данных – состоянию, в котором она могла бы находиться, даже если бы пользователь работал с ней в одиночку.

Если в системе управления базами данных не реализованы механизмы блокирования, то при одновременном чтении и изменении одних и тех же данных несколькими пользователями могут возникнуть следующие проблемы одновременного доступа:

  • проблема последнего изменения возникает, когда несколько пользователей изменяют одну и ту же строку, основываясь на ее начальном значении; тогда часть данных будет потеряна, т.к. каждая последующая транзакция перезапишет изменения, сделанные предыдущей. Выход из этой ситуации заключается в последовательном внесении изменений;
  • проблема "грязного" чтения возможна в том случае, если пользователь выполняет сложные операции обработки данных, требующие множественного изменения данных перед тем, как они обретут логически верное состояние. Если во время изменения данных другой пользователь будет считывать их, то может оказаться, что он получит логически неверную информацию. Для исключения подобных проблем необходимо производить считывание данных после окончания всех изменений;
  • проблема неповторяемого чтения является следствием неоднократного считывания транзакцией одних и тех же данных. Во время выполнения первой транзакции другая может внести в данные изменения, поэтому при повторном чтении первая транзакция получит уже иной набор данных, что приводит к нарушению их целостности или логической несогласованности;
  • проблема чтения фантомов появляется после того, как одна транзакция выбирает данные из таблицы, а другая вставляет или удаляет строки до завершения первой. Выбранные из таблицы значения будут некорректны.

Для решения перечисленных проблем в специально разработанном стандарте определены четыре уровня блокирования. Уровень изоляции транзакции определяет, могут ли другие (конкурирующие) транзакции вносить изменения в данные, измененные текущей транзакцией, а также может ли текущая транзакция видеть изменения, произведенные конкурирующими транзакциями, и наоборот. Каждый последующий уровень поддерживает требования предыдущего и налагает дополнительные ограничения:

  • уровень 0 – запрещение "загрязнения" данных. Этот уровень требует, чтобы изменять данные могла только одна транзакция; если другой транзакции необходимо изменить те же данные, она должна ожидать завершения первой транзакции;
  • уровень 1 – запрещение "грязного" чтения. Если транзакция начала изменение данных, то никакая другая транзакция не сможет прочитать их до завершения первой;
  • уровень 2 – запрещение неповторяемого чтения. Если транзакция считывает данные, то никакая другая транзакция не сможет их изменить. Таким образом, при повторном чтении они будут находиться в первоначальном состоянии;
  • уровень 3 – запрещение фантомов. Если транзакция обращается к данным, то никакая другая транзакция не сможет добавить новые или удалить имеющие строки, которые могут быть считаны при выполнении транзакции. Реализация этого уровня блокирования выполняется путем использования блокировок диапазона ключей. Подобная блокировка накладывается не на конкретные строки таблицы, а на строки, удовлетворяющие определенному логическому условию.

Управление транзакциями

Под управлением транзакциями понимается способность управлять различными операциями над данными, которые выполняются внутри реляционной СУБД. Прежде всего, имеется в виду выполнение операторов INSERT, UPDATE и DELETE. Например, после создания таблицы (выполнения оператора CREATE TABLE) не нужно фиксировать результат: создание таблицы фиксируется в базе данных автоматически. Точно так же с помощью отмены транзакции не удастся восстановить только что удаленную оператором DROP TABLE таблицу.

После успешного выполнения команд, заключенных в тело одной транзакции, немедленного изменения данных не происходит. Для окончательного завершения транзакции существуют так называемые команды управления транзакциями, с помощью которых можно либо сохранить в базе данных все изменения, произошедшие в ходе ее выполнения, либо полностью их отменить.

Существуют три команды, которые используются для управления транзакциями:

  • COMMIT – для сохранения изменений;
  • ROLLBACK – для отмены изменений;
  • SAVEPOINT – для установки особых точек возврата.

После завершения транзакции вся информация о произведенных изменениях хранится либо в специально выделенной оперативной памяти, либо во временной области отката в самой базе данных до тех пор, пока не будет выполнена одна из команд управления транзакциями. Затем все изменения или фиксируются в базе данных, или отбрасываются, а временная область отката освобождается.

Команда COMMIT предназначена для сохранения в базе данных всех изменений, произошедших в ходе выполнения транзакции. Она сохраняет результаты всех операций, которые имели место после выполнения последней команды COMMIT или ROLLBACK.

Команда ROLLBACK предназначена для отмены транзакций, еще не сохраненных в базе данных. Она отменяет только те транзакции, которые были выполнены с момента выдачи последней команды COMMIT или ROLLBACK.

Команда SAVEPOINT (точка сохранения) предназначена для установки в транзакции особых точек, куда в дальнейшем может быть произведен откат (при этом отката всей транзакции не происходит). Команда имеет следующий вид:

SAVEPOINT имя_точки_сохранения

Она служит исключительно для создания точек сохранения среди операторов, предназначенных для изменения данных. Имя точки сохранения в связанной с ней группе транзакций должно быть уникальным.

Для отмены действия группы транзакций, ограниченных точками сохранения, используется команда ROLLBACK со следующим синтаксисом:

ROLLBACK TO имя_точки_сохранения

Поскольку с помощью команды SAVEPOINT крупное число транзакций может быть разбито на меньшие и поэтому более управляемые группы, ее применение является одним из способов управления транзакциями.

Управление транзакциями в среде MS SQL Server

Определение транзакций

SQL Server предлагает множество средств управления поведением транзакций. Пользователи в основном должны указывать только начало и конец транзакции, используя команды SQL или API (прикладного интерфейса программирования). Транзакция определяется на уровне соединения с базой данных и при закрытии соединения автоматически закрывается. Если пользователь попытается установить соединение снова и продолжить выполнение транзакции, то это ему не удастся. Когда транзакция начинается, все команды, выполненные в соединении, считаются телом одной транзакции, пока не будет достигнут ее конец.

SQL Server поддерживает три вида определения транзакций:

  • явное;
  • автоматическое;
  • подразумеваемое.

По умолчанию SQL Server работает в режиме автоматического начала транзакций, когда каждая команда рассматривается как отдельная транзакция. Если команда выполнена успешно, то ее изменения фиксируются. Если при выполнении команды произошла ошибка, то сделанные изменения отменяются и система возвращается в первоначальное состояние.

Когда пользователю понадобится создать транзакцию, включающую несколько команд, он должен явно указать транзакцию.

Сервер работает только в одном из двух режимов определения транзакций: автоматическом или подразумевающемся. Он не может находиться в режиме исключительно явного определения транзакций. Этот режим работает поверх двух других.

Для установки режима автоматического определения транзакций используется команда:

SET IMPLICIT_TRANSACTIONS  OFF

При работе в режиме неявного (подразумевающегося) начала транзакций SQL Server автоматически начинает новую транзакцию, как только завершена предыдущая. Установка режима подразумевающегося определения транзакций выполняется посредством другой команды:

SET IMPLICIT_TRANSACTIONS  ON

Явные транзакции

Явные транзакции требуют, чтобы пользователь указал начало и конец транзакции, используя следующие команды:

  • начало транзакции: в журнале транзакций фиксируются первоначальные значения изменяемых данных и момент начала транзакции;
    BEGIN TRAN[SACTION]
       [имя_транзакции |
       @имя_переменной_транзакции
    [WITH MARK [‘описание_транзакции’]]]
    
  • конец транзакции: если в теле транзакции не было ошибок, то эта команда предписывает серверу зафиксировать все изменения, сделанные в транзакции, после чего в журнале транзакций помечается, что изменения зафиксированы и транзакция завершена;
    COMMIT [TRAN[SACTION]
       [имя_транзакции | 
       @имя_переменной_транзакции]]
    
  • создание внутри транзакции точки сохранения: СУБД сохраняет состояние БД в текущей точке и присваивает сохраненному состоянию имя точки сохранения;
    SAVE TRAN[SACTION]
      {имя_точки_сохранеия | 
      @имя_переменной_точки_сохранения}
    
  • прерывание транзакции; когда сервер встречает эту команду, происходит откат транзакции, восстанавливается первоначальное состояние системы и в журнале транзакций отмечается, что транзакция была отменена. Приведенная ниже команда отменяет все изменения, сделанные в БД после оператора BEGIN TRANSACTION или отменяет изменения, сделанные в БД после точки сохранения, возвращая транзакцию к месту, где был выполнен оператор SAVE TRANSACTION.
    ROLLBACK [TRAN[SACTION]
      [имя_транзакции |
      @имя_переменной_транзакции
      | имя_точки_сохранения
     |@имя_переменной_точки_сохранения]]
    

Функция @@TRANCOUNT возвращает количество активных транзакций.

Функция @@NESTLEVEL возвращает уровень вложенности транзакций.

BEGIN TRAN
SAVE TRANSACTION  point1 
Пример 16.1. Использование точек сохранения

В точке point1 сохраняется первоначальное состояние таблицы Товар

DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=2
   SAVE TRANSACTION  point2

В точке point2 сохраняется состояние таблицы Товар без товаров с кодом 2.

DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=3
   SAVE TRANSACTION  point3

В точке point3 сохраняется состояние таблицы Товар без товаров с кодом 2 и с кодом 3.

DELETE FROM Товар WHERE КодТовара<>1
   ROLLBACK TRANSACTION point3

Происходит возврат в состояние таблицы без товаров с кодами 2 и 3, отменяется последнее удаление.

SELECT * FROM Товар

Оператор SELECT покажет таблицу Товар без товаров с кодами 2 и 3.

ROLLBACK TRANSACTION point1

Происходит возврат в первоначальное состояние таблицы.

SELECT * FROM Товар
COMMIT

Первоначальное состояние сохраняется.

Вложенные транзакции

Вложенными называются транзакции, выполнение которых инициируется из тела уже активной транзакции.

Для создания вложенной транзакции пользователю не нужны какие-либо дополнительные команды. Он просто начинает новую транзакцию, не закрыв предыдущую. Завершение транзакции верхнего уровня откладывается до завершения вложенных транзакций. Если транзакция самого нижнего (вложенного) уровня завершена неудачно и отменена, то все транзакции верхнего уровня, включая транзакцию первого уровня, будут отменены. Кроме того, если несколько транзакций нижнего уровня были завершены успешно (но не зафиксированы), однако на среднем уровне (не самая верхняя транзакция) неудачно завершилась другая транзакция, то в соответствии с требованиями ACID произойдет откат всех транзакций всех уровней, включая успешно завершенные. Только когда все транзакции на всех уровнях завершены успешно, происходит фиксация всех сделанных изменений в результате успешного завершения транзакции верхнего уровня.

Каждая команда COMMIT TRANSACTION работает только с последней начатой транзакцией. При завершении вложенной транзакции команда COMMIT применяется к наиболее "глубокой" вложенной транзакции. Даже если в команде COMMIT TRANSACTION указано имя транзакции более высокого уровня, будет завершена транзакция, начатая последней.

Если команда ROLLBACK TRANSACTION используется на любом уровне вложенности без указания имени транзакции, то откатываются все вложенные транзакции, включая транзакцию самого высокого (верхнего) уровня. В команде ROLLBACK TRANSACTION разрешается указывать только имя самой верхней транзакции. Имена любых вложенных транзакций игнорируются, и попытка их указания приведет к ошибке. Таким образом, при откате транзакции любого уровня вложенности всегда происходит откат всех транзакций. Если же требуется откатить лишь часть транзакций, можно использовать команду SAVE TRANSACTION , с помощью которой создается точка сохранения.

BEGIN TRAN
INSERT Товар (Название, остаток)
VALUES ('v',40)
   BEGIN TRAN 
   INSERT Товар (Название, остаток)
   VALUES ('n',50)
   BEGIN TRAN 
    INSERT Товар (Название, остаток)
    VALUES ('m',60)
ROLLBACK TRAN
Пример 16.2. Вложенные транзакции.

Здесь происходит возврат на начальное состояние таблицы, поскольку выполнение команды ROLLBACK TRAN без указания имени транзакции откатывает все транзакции.

Блокировки в среде MS SQL Server

Управление блокировками

Пользователю чаще всего не нужно предпринимать никаких действий по управлению блокировками. Всю работу по установке, снятию и разрешению конфликтов выполняет специальный компонент сервера, называемый менеджером блокировок. MS SQL Server поддерживает различные уровни блокирования объектов (или детализацию блокировок), начиная с отдельной строки таблицы и заканчивая базой данных в целом. Менеджер блокировок автоматически оценивает, какое количество данных необходимо блокировать, и устанавливает соответствующий тип блокировки. Это позволяет поддерживать равновесие между производительностью работы системы блокирования и возможностью пользователей получать доступ к данным. Блокирование на уровне строки позволяет наиболее точно управлять таким доступом, поскольку блокируются только действительно изменяемые строки. Множество пользователей могут одновременно работать с данными с минимальными задержками. Платой за это является увеличение числа операций установки и снятия блокировок, а также большое количество служебной информации, которое приходится хранить для отслеживания установленных блокировок. При блокировке на уровне таблицы производительность системы блокирования резко увеличивается, так как необходимо установить лишь одну блокировку и снять ее только после завершения транзакции. Пользователь при этом имеет максимальную скорость доступа к данным. В то же время они не доступны никому другому, потому что вся таблица заблокирована. Приходится ожидать, пока текущий пользователь завершит работу.

Действия, выполняемые пользователями при работе с данными, сводятся к операциям двух типов: их чтению и изменению. В операции по изменению включаются действия по добавлению, удалению и собственно изменению данных. В зависимости от выполняемых действий сервер накладывает определенный тип блокировки из следующего перечня:

  • Коллективные блокировки. Они накладываются при выполнении операций чтения данных (например, SELECT). Если сервер установил на ресурс коллективную блокировку, то пользователь может быть уверен, что уже никто не сможет изменить эти данные.
  • Блокировка обновления. Если на ресурс установлена коллективная блокировка и для этого ресурса устанавливается блокировка обновления, то никакая транзакция не сможет наложить коллективную блокировку или блокировку обновления.
  • Монопольная блокировка. Этот тип блокировок используется, если транзакция изменяет данные. Когда сервер устанавливает монопольную блокировку на ресурс, то никакая другая транзакция не может прочитать или изменить заблокированные данные. Монопольная блокировка не совместима ни с какими другими блокировками, и ни одна блокировка, включая монопольную, не может быть наложена на ресурс.
  • Блокировка массивного обновления. Накладывается сервером при выполнении операций массивного копирования в таблицу и запрещает обращение к таблице любым другим процессам. В то же время несколько процессов, выполняющих массивное копирование, могут одновременно вставлять строки в таблицу.

Помимо перечисленных основных типов блокировок SQL Server поддерживает ряд специальных блокировок, предназначенных для повышения производительности и функциональности обработки данных. Они называются блокировками намерений и используются сервером в том случае, если транзакция намеревается получить доступ к данным вниз по иерархии и для других транзакций необходимо установить запрет на наложение блокировок, которые будут конфликтовать с блокировкой, накладываемой первой транзакцией.

Ранее рассмотренные блокировки относятся к данным. Помимо перечисленных в среде SQL Server существует два других типа блокировок: блокировка диапазона ключей и блокировка схемы (метаданных, описывающих структуру объекта).

Блокировка диапазона ключей решает проблему возникновения фантомов и обеспечивает требования сериализуемости транзакции. Блокировки этого типа устанавливаются на диапазон строк, соответствующих определенному логическому условию, с помощью которого осуществляется выборка данных из таблицы.

Блокировка схемы используется при выполнении команд модификации структуры таблиц для обеспечения целостности данных.

"Мертвые" блокировки

"Мертвые", или тупиковые, блокировки характерны для многопользовательских систем. "Мертвая" блокировка возникает, когда две транзакции блокируют два блока данных и для завершения любой из них нужен доступ к данным, заблокированным ранее другой транзакцией. Для завершения каждой транзакции необходимо дождаться, пока блокированная другой транзакцией часть данных будет разблокирована. Но это невозможно, так как вторая транзакция ожидает разблокирования ресурсов, используемых первой.

Без применения специальных механизмов обнаружения и снятия "мертвых" блокировок нормальная работа транзакций будет нарушена. Если в системе установлен бесконечный период ожидания завершения транзакции (а это задано по умолчанию), то при возникновении "мертвой" блокировки для двух транзакций вполне возможно, что, ожидая освобождения заблокированных ресурсов, в тупике окажутся и новые транзакции. Чтобы избежать подобных проблем, в среде MS SQL Server реализован специальный механизм разрешения конфликтов тупикового блокирования.

Для этих целей сервер снимает одну из блокировок, вызвавших конфликт, и откатывает инициализировавшую ее транзакцию. При выборе блокировки, которой необходимо пожертвовать, сервер исходит из соображений минимальной стоимости.

Полностью избежать возникновения "мертвых" блокировок нельзя. Хотя сервер и имеет эффективные механизмы снятия таких блокировок, все же при написании приложений следует учитывать вероятность их возникновения и предпринимать все возможные действия для предупреждения этого. "Мертвые" блокировки могут существенно снизить производительность, поскольку системе требуется достаточно много времени для их обнаружения, отката транзакции и повторного ее выполнения.

Для минимизации возможности образования "мертвых" блокировок при разработке кода транзакции следует придерживаться следующих правил:

  • выполнять действия по обработке данных в постоянном порядке, чтобы не создавать условия для захвата одних и тех же данных;
  • избегать взаимодействия с пользователем в теле транзакции;
  • минимизировать длительность транзакции и выполнять ее по возможности в одном пакете;
  • применять как можно более низкий уровень изоляции.

Уровни изоляции SQL Server

Уровень изоляции определяет степень независимости транзакций друг от друга. Наивысшим уровнем изоляции является сериализуемость, обеспечивающая полную независимость транзакций друг от друга. Каждый последующий уровень соответствует требованиям всех предыдущих и обеспечивает дополнительную защиту транзакций.

SQL Server поддерживает все четыре уровня изоляции, определенные стандартом ANSI. Уровень изоляции устанавливается командой:

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL
   { READ COMMITTED
   | READ UNCOMMITTED 
   | REPEATABLE READ
   | SERIALIZABLE }
  • READ UNCOMMITEDнезавершенное чтение, или допустимо черновое чтение. Низший уровень изоляции, соответствующий уровню 0. Он гарантирует только физическую целостность данных: если несколько пользователей одновременно изменяют одну и ту же строку, то в окончательном варианте строка будет иметь значение, определенное пользователем, последним изменившим запись. По сути, для транзакции не устанавливается никакой блокировки, которая гарантировала бы целостность данных. Для установки этого уровня используется команда:
    SET TRANSACTION ISOLATION
    LEVEL READ UNCOMMITTED
    
  • READ COMMITTEDзавершенное чтение, при котором отсутствует черновое, "грязное" чтение. Тем не менее в процессе работы одной транзакции другая может быть успешно завершена и сделанные ею изменения зафиксированы. В итоге первая транзакция будет работать с другим набором данных. Это проблема неповторяемого чтения. Данный уровень изоляции установлен в SQL Server по умолчанию и устанавливается посредством команды:
     
    SET TRANSACTION ISOLATION
    LEVEL READ COMMITTED
    
  • REPEATABLE READповторяющееся чтение. Повторное чтение строки возвратит первоначально считанные данные, несмотря на любые обновления, произведенные другими пользователями до завершения транзакции. Тем не менее на этом уровне изоляции возможно возникновение фантомов. Его установка реализуется командой:
    SET TRANSACTION ISOLATION
    LEVEL REPEATABLE READ
    
  • SERIALIZABLEсериализуемость. Чтение запрещено до завершения транзакции. Это максимальный уровень изоляции, который обеспечивает полную изоляцию транзакций друг от друга. Он устанавливается командой:
    SET TRANSACTION ISOLATION
    LEVEL SERIALIZABLE
    

В каждый момент времени возможен только один уровень изоляции.

Таблица 16.1. Уровень изоляции конкурирующей транзакции принят по умолчанию (READ COMMITTED). В примере шаги 4, 6 и 8 демонстрируют черновое чтение. Шаги 9 и 10 блокируются, потому что данные захвачены конкурирующей транзакцией.
Пользователь user1 Конкурирующая транзакцияПользователь user2 Текущая транзакция
USE basa_user2

BEGIN TRANSACTION TRA

USE basa_user2

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED

BEGIN TRANSACTION TRB

1.SELECT * FROM Товар2.SELECT * FROM Товар
3.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=44.SELECT * FROM Товар (читает измененные неподтвержденные данные)
5.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=46.SELECT * FROM Товар (читает измененные неподтвержденные данные)
7.INSERT Товар (Название, остаток) VALUES ('SS',999)8.SELECT * FROM Товар (читает измененные неподтвержденные данные)
12.ROLLBACK TRANSACTION TRA9.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (блокируется до окончания конкурирующей транзакции)
10.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=4 (блокируется до окончания конкурирующей транзакции)11.INSERT Товар(Название, остаток) VALUES ('SS',999) (выполняется)
13.ROLLBACK TRANSACTION TRB SELECT @@TRANCOUNT
Таблица 16.2. Уровень изоляции конкурирующей транзакции принят по умолчанию (READ COMMITTED). В примере шаги 4, 6 и 8 демонстрируют блокировку данных, захваченных другой транзакцией, в то время как работа с другими данными разрешается (шаг 10).
Пользователь user1 Конкурирующая транзакцияПользователь user2 Текущая транзакция
USE basa_user2

BEGIN TRANSACTION TRA

USE basa_user2

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED

BEGIN TRANSACTION TRB

1.SELECT * FROM Товар2.SELECT * FROM Товар
3.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 (захватывает данные)4.SELECT * FROM Товар WHERE КодТовара=4 (блокируется до окончания конкурирующей транзакции)
5.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=46.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (блокируется до окончания конкурирующей транзакции)
7.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (выполняется той транзакцией, которая первой захватила данные на изменение или удаление)8.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=4 (блокируется до окончания конкурирующей транзакции)
9.INSERT Товар (Название, остаток) VALUES ('SS',999) 10.INSERT Товар(Название, остаток) VALUES ('SS',999) (выполняется)
11.ROLLBACK TRANSACTION TRA SELECT @@TRANCOUNT12.ROLLBACK TRANSACTION TRB SELECT @@TRANCOUNT
Таблица 16.3. Уровень изоляции конкурирующей транзакции принят по умолчанию (READ COMMITTED). На шаге 2 транзакция захватила данные чтением и блокирует работу с ними со стороны конкурирующей транзакции (шаги 3, 5), которая может лишь добавлять записи (шаг 7).
Пользователь user1 Конкурирующая транзакцияПользователь user2 Текущая транзакция
USE basa_user2

BEGIN TRANSACTION TRA

USE basa_user2

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ

BEGIN TRANSACTION TRB

1.SELECT * FROM Товар2.SELECT * FROM Товар (захватывает данные)
3.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (блокируется)4.SELECT * FROM Товар (блокируется до окончания конкурирующей транзакции)
5.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=4 (блокируется)6.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (выполняется, т.к. данные захвачены текущей транзакцией)
7.INSERT Товар (Название, остаток) VALUES ('SS',999) (выполняется) 8.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=4 (выполняется, т.к. данные захвачены текущей транзакцией)
10.ROLLBACK TRANSACTION TRA SELECT @@TRANCOUNT9.INSERT Товар(Название, остаток) VALUES ('SS',999) (выполняется)
11.ROLLBACK TRANSACTION TRB SELECT @@TRANCOUNT
Таблица 16.4. Уровень изоляции конкурирующей транзакции принят по умолчанию (READ COMMITTED). Пример демонстрирует, что текущая транзакция захватила данные чтением (шаг 2) и блокирует любые действия с ними со стороны конкурирующей транзакции вплоть до вставки данных (шаг 7).
Пользователь user1 Конкурирующая транзакцияПользователь user2 Текущая транзакция
USE basa_user2

BEGIN TRANSACTION TRA

USE basa_user2

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE

BEGIN TRANSACTION TRB

1.SELECT * FROM Товар2.SELECT * FROM Товар (захватывает данные)
3.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (блокируется)4.SELECT * FROM Товар (выполняется)
5.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=4 (блокируется)6.UPDATE Товар SET остаток=остаток+10 WHERE КодТовара=4 (выполняется, т.к. данные захвачены текущей транзакцией)
7.INSERT Товар (наименование, остаток) VALUES ('SS',999) (блокируется)8.DELETE FROM Товар WHERE КодТовара=4 (выполняется, т.к. данные захвачены текущей транзакцией)
10.ROLLBACK TRANSACTION TRA SELECT @@TRANCOUNT9.INSERT Товар(Название, остаток) VALUES ('SS',999) (выполняется)
11.ROLLBACK TRANSACTION TRB SELECT @@TRANCOUNT