はじめに
データベースシステムで、複数の処理が同時に行われる場合、それらの処理が共有できるデータのレベルを定義したものが「トランザクション分離レベル」です。適切に設定することで、データベースシステムの処理性能を最適化し、データの整合性を保証できます。
しかし、トランザクション分離レベルは複雑な概念であり、初心者にとっては理解するのが難しいことがあります。そこで本記事では、トランザクション分離レベルの各種レベルについて、その説明と問題点、そしてPostgreSQLにおける設定方法について解説します。
トランザクション分離レベルの種類
トランザクション分離レベルには、以下の4つの種類があります。
READ UNCOMMITTED
最も低い分離レベルで、他のトランザクションが未コミットのデータを参照できるレベルです。このレベルでは、複数のトランザクションが同じデータを同時に更新すると、データの整合性が崩れる可能性があります。
READ COMMITTED
他のトランザクションがコミットしたデータしか参照できないレベルです。このレベルでは、他のトランザクションが更新したデータを参照することはできませんが、同じトランザクション内で複数回同じクエリを実行すると、異なる結果が返されることがあります。
REPEATABLE READ
他の並行するトランザクションがコミットしたデータも参照できないレベルです。このレベルでは、トランザクション開始時点のスナップショットを用いてデータを読み取るため、同じトランザクション内で複数回同じクエリを実行しても、常に同じ結果が返されます。ただし、このレベルではPhantom Readと呼ばれる現象が発生することがあります。Phantom Readとは、トランザクションが同じクエリを実行した際に、他のトランザクションが挿入した新しい行が見えてしまう現象のことです。
SERIALIZABLE
最も高い分離レベルで、トランザクション同士が直列化されたかのように動作します。このレベルでは、トランザクション同士が競合することがなく、データの整合性が保たれます。ただし、競合が発生しないため、同時に実行できるトランザクションが減少し、処理性能が低下する可能性があります。
各分離レベルの問題点
各分離レベルには、それぞれの問題点があります。
READ UNCOMMITTED
他のトランザクションが未コミットのデータを参照できるため、Dirty Readと呼ばれる現象が発生する可能性があります。Dirty Readとは、未コミットのデータを参照したために、後でそのデータがロールバックされた場合に、読み込んだデータが無効になってしまう現象のことです。
READ COMMITTED
並行する他のトランザクションがコミットしたデータを参照できるため、Non-repeatable Readと呼ばれる現象が発生する可能性があります。Non-repeatable Readとは、同じトランザクション内で複数回同じクエリを実行した場合に、異なる結果が返される現象のことです。
REPEATABLE READ
Phantom Readという現象が発生する可能性があります。Phantom Readとは、同じトランザクション内で複数回同じクエリを実行した場合に、他のトランザクションが挿入した新しい行が見えてしまう現象のことです。
SERIALIZABLE
同時に実行できるトランザクションが減少するため、処理性能が低下する可能性があります。
PostgreSQLにおけるトランザクション分離レベルの設定方法
PostgreSQLでは、トランザクション分離レベルはSET TRANSACTION文を使用して設定することができます。以下に、各分離レベルの設定方法を示します。
READ UNCOMMITTED
PostgreSQLではREAD UNCOMMITTEDはREAD COMMITTEDとして扱われます。
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
READ COMMITTED
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
REPEATABLE READ
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
SERIALIZABLE
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
デフォルトのトランザクション分離レベルの設定
また、PostgreSQLでは、データベースの設定ファイルであるpostgresql.confを編集することで、デフォルトのトランザクション分離レベルを設定することもできます。以下は、postgresql.confファイルでデフォルトの分離レベルを設定する例です。
デフォルトのトランザクション分離レベルをREPEATABLE READに設定する
default_transaction_isolation = 'repeatable read'
まとめ
トランザクション分離レベルは、データベースの並行処理性能やデータの整合性を保つために重要な概念です。各分離レベルには、それぞれの問題点があるため、適切な分離レベルを選択することが必要です。PostgreSQLでは、SET TRANSACTION文やpostgresql.confファイルを使用して、トランザクション分離レベルを設定することができます。適切なトランザクション分離レベルを選択し、設定することで、データベースの安定性や処理性能を向上させることができます。
本記事の大部分はChatGPTに書いてもらいましたが、微妙に間違っている箇所もあったので修正したものをお届けしています。
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「新人エンジニアのためのわかった気になれるトランザクション分離レベル」というタイトルの記事を書いてください。