Co jsou úrovně izolace transakcí?

Question

Accepted Answer

**Úrovně izolace** kontrolují, do jaké míry se mohou souběžné transakce vidět navzájem nepotvrzené (nebo probíhající) změny — jedná se o kompromis mezi **konzistencí** a **výkonem/souběžností**. Vyšší izolace zabraňuje více anomáliím, ale zvyšuje zámkování/tvrzení.

## Anomálie souběžnosti (co izolace zabraňuje)

```text
DIRTY READ        → reading another transaction's UNCOMMITTED changes (which may roll back)
NON-REPEATABLE READ → re-reading a row gives different values (another txn UPDATED it)
PHANTOM READ      → re-running a query returns different ROWS (another txn INSERTED/DELETED)
```

Jde o problémy, které mohou nastat, když transakce běží souběžně — úrovně izolace kontrolují, které jsou znemožněny.

## Čtyři standardní úrovně izolace

Každá vyšší úroveň zabraňuje více anomáliím. **Read Committed** je běžný výchozí stav (zabraňuje dirty reads); **Serializable** je nejpřísnější (transakce se chují, jako by běžely postupně jedna za druhou), ale nejvíce omezuje souběžnost.

## Nastavení úrovně izolace

```sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
BEGIN;
  -- ... operations run at the chosen isolation ...
COMMIT;
```

## Základní kompromis

```text
Higher isolation → MORE correctness (fewer anomalies), but MORE locking/contention
                   → lower concurrency, potential slowdowns, more deadlocks
Lower isolation  → MORE concurrency/performance, but risk of anomalies
→ Choose based on the data's needs: financial/critical data may need Serializable;
  most apps use Read Committed (the default) as a balance.
→ Note: implementations vary (MVCC vs locking); the SQL standard defines the levels
  but databases differ in details (Postgres, MySQL/InnoDB, etc.).
```

## Proč je to důležité

Úrovně izolace transakcí jsou důležité pokročilé znalosti pro pochopení **souběžnosti v databázích** — když více transakcí běží současně (jak se to děje v každé reálné víceuživatelské aplikaci), úrovně izolace určují kompromis mezi konzistencí dat a výkonem, takže jejich pochopení je cenné pro vytváření správných a výkonných souběžných aplikací.

Klíčové koncepty jsou **anomálie souběžnosti** (dirty reads, non-repeatable reads, phantom reads — problémy, které vznikají, když transakce vidí změny jednanavzájem probíhajících) a jak **čtyři úrovně izolace** (Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable) postupně zabraňují více z nich.

Pochopení je důležité pro správnost: volba příliš nízké úrovně izolace může umožnit anomálie, které poškodí data nebo produkují chybné výsledky (např. čtení nepotvrzených dat, která se později vrátí zpět, nebo nekonzistentní čtení), zatímco volba příliš vysoké snižuje souběžnost a výkon.

**Základní kompromis** — vyšší izolace znamená více správnosti, ale více zámkování/tvrzení (nižší souběžnost, potenciální zpomalení a deadlocky), nižší izolace znamená více výkonu, ale riziko anomálií — je klíčová myšlenka: zvolíte úroveň na základě požadavků na konzistenci dat (kritická/finanční data mohou vyžadovat Serializable; většina aplikací používá Read Committed jako rovnováhu).

Vědomí, že implementace se liší (MVCC vs zámkování), je také relevantní.

Protože souběžnost je vlastní reálným databázovým aplikacím a protože úrovně izolace řídí kritickou rovnováhu mezi konzistencí a výkonem (přičemž chybné volby způsobují buď anomálie dat, nebo problémy s výkonem), pochopení úrovní izolace — anomálií, úrovní a kompromisu konzistence vs souběžnosti — je cenná znalost na seniorní úrovni pro vytváření správných a výkonných souběžných systémů a běžné pokročilé téma v pohovorech, které demonstruje pochopení souběžnosti databází.