「分離レベル」
分離レベルの定義
分離レベルとは、データベース内のトランザクションとクエリが互いにどの程度分離されるかを指します。これにより、一つのトランザクションの操作が他のトランザクションに干渉せず、データの整合性と一貫性が維持されます。
分離レベルは、データベース管理システムにおいて、データの整合性を確保しつつ複数のトランザクションが同時に実行されることを可能にする重要な要素です。各分離レベルは、特にデータの読み書きに関してトランザクションがどのように相互作用するかについての一連のルールと動作を定義しています。これらのルールを強制することにより、分離レベルは不完全な読み取り、非リピート可能な読み取り、幻影の読み取りなど、いくつかのタイプのデータ異常を防ぎます。
分離レベルの仕組み
データベースでは、以下の4つの分離レベルが一般的に使用されます：
Read Uncommitted: これは最も低い分離レベルであり、トランザクションは他のトランザクションがデータの読み書きを完了するのを待つ必要がありません。この分離レベルのトランザクションは、変更されたがまだコミットされていないデータ、つまり不完全な読み取りを行うことができます。このため、このレベルではデータの不整合のリスクが高く、実際にはほとんど使用されません。
Read Committed: この分離レベルでは、トランザクションは他のトランザクションによってコミットされたデータのみを読むことができます。未コミットまたは部分的にコミットされたデータを読まないようにして、不完全な読み取りのリスクを減少させます。しかし、非リピート可能な読み取りや幻影の読み取りのような他のデータ異常は依然として発生する可能性があります。
Repeatable Read: この分離レベルは、トランザクション内でデータが一度読み取られると、他のトランザクションが同じデータを変更してもその値が変わらないことを保証します。これにより、同じトランザクション内で異なるデータ項目の値を読み取る非リピート可能な読み取りを防ぎます。しかし、他の競合するトランザクションによって新しい行が挿入される幻影の読み取りを許可する可能性があります。
Serializable: Serializableは最も高いレベルの分離を提供し、一貫性の強力な保証を提供します。このレベルでは、並列トランザクションの実行結果が、何らかの順序でトランザクションを一つずつ実行した場合と等価になるように、トランザクションが実行されます。Serializable分離レベルは、不完全な読み取り、非リピート可能な読み取り、幻影の読み取りなどのすべてのデータ異常を防ぎます。しかし、競合の度合いが高くなり、データベースのパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があります。
分離レベルの選択は、データの一貫性、同時実行性、パフォーマンスに関するアプリケーションの要件に基づいて行われます。望ましい分離レベルとトランザクションのスループットや応答時間への影響とのトレードオフを慎重に考慮することが重要です。
予防のヒント
データベースアプリケーションで分離レベルを効果的に管理するために、次のヒントを考慮してください：
データベースアプリケーションの特定のニーズに基づいて適切な分離レベルを選択してください。たとえば、アプリケーションがより強力なデータ一貫性の保証を必要とする場合、Serializableのようなより高い分離レベルが必要になるかもしれません。
分離レベルとデータベースのパフォーマンスの間のトレードオフを認識してください。より高い分離レベルは、より多くの競合をもたらし、トランザクションの同時実行性や応答時間に影響を与える可能性があります。データの一貫性とパフォーマンスのバランスを取ることが重要です。
アプリケーションの要件が変わることに合わせて、定期的に分離レベルを見直し、更新してください。アプリケーションが進化し、新しい機能が導入される際には、最適なパフォーマンスとデータの整合性を確保するために、分離レベルを再評価し調整する必要があるかもしれません。
関連用語
データ整合性: データのライフサイクル全体における正確性と一貫性。データ整合性は、データが保存、送信、処理される中で、完全性、正確性、信頼性を維持することを保証します。
ACID: Atomicity、Consistency、Isolation、Durabilityの頭文字を意味する略語で、データベースシステムにおけるトランザクションの4つの主要特性を表しています。ACID特性により、データベーストランザクションは、失敗が発生した場合でも信頼性、一貫性、耐久性を確保します。
情報源:
- Wikipedia - Isolation (database systems)
- Microsoft - Isolation Levels in the Database Engine
- Oracle - Oracle Database Concepts - Isolation Levels
- PostgreSQL - Isolation