学ぶ Isolation：リピータブルリードおよびシリアライザブルレベル

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Repeatable Read と Serializable の分離レベルの違いを理解することは、特に bank_accounts や transfers テーブルのような金融データを扱う場合、SQLトランザクションを運用する上で非常に重要です。両方の分離レベルは、同時実行トランザクションによって発生する特定の異常を防ぐために設計されていますが、それぞれ異なる保証を提供し、パフォーマンスへの影響も異なります。

Repeatable Read では、トランザクション内で一度読み取った行のデータは、同じトランザクション内で再度読み取っても変更されません。他のトランザクションがその行を変更してコミットした場合でも同様です。このレベルは**非再読可能読み取り（non-repeatable reads）を防ぎ、すでにアクセスした行の一貫性を保証します。ただし、Repeatable Read はファントムリード（phantom reads）**を完全には防ぎません。ファントムリードとは、あるトランザクションが条件を満たす行の集合を返すクエリを再実行した際、他のトランザクションによる行の挿入や削除によって、その集合が変化してしまう現象です。

Serializable は最も厳格な分離レベルです。すべてのトランザクションが、まるで一つずつ順番に実行されたかのような結果になるように保証します。このレベルでは、クエリがアクセスするデータ範囲にロックをかけることでファントムリードを防ぎ、他のトランザクションが結果セットに影響を与える行の挿入・更新・削除をブロックします。そのため、Serializable は最高レベルのデータ整合性を提供しますが、ブロッキングが増加し、同時実行性が低下する可能性があります。

bank_accounts テーブルのシナリオを考えてみましょう。あるトランザクションが残高1,000ドル超のすべての口座を読み取っている間に、別のトランザクションが残高2,000ドルの新しい口座を挿入した場合、Repeatable Read では2番目のトランザクションが新しい行を挿入できるため、最初のトランザクション内で同じクエリを再実行するとこの「ファントム」行が見える可能性があります。Serializable では、最初のトランザクションが完了するまで挿入をブロックすることで、これを防ぎます。


              12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334
            
-- Transaction 1: Set isolation level to Repeatable Read and read accounts
BEGIN;
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
SELECT * FROM bank_accounts WHERE balance > 1000;

-- Transaction 2: Insert a new account with balance > 1000
BEGIN;
INSERT INTO bank_accounts (owner_name, balance) VALUES ('Frank Miller', 2500.00);
COMMIT;

-- Transaction 1: Re-run the same SELECT
SELECT * FROM bank_accounts WHERE balance > 1000;
COMMIT;

-- In Repeatable Read, Transaction 1 may see the new row ("phantom read").

-- Now, using Serializable isolation level

-- Transaction 1: Set isolation level to Serializable and read accounts
BEGIN;
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
SELECT * FROM bank_accounts WHERE balance > 1000;

-- Transaction 2: Try to insert a new account with balance > 1000
BEGIN;
INSERT INTO bank_accounts (owner_name, balance) VALUES ('George Lucas', 3000.00);
-- This operation will block until Transaction 1 commits or rollbacks
COMMIT;

-- Transaction 1: Re-run the same SELECT
SELECT * FROM bank_accounts WHERE balance > 1000;
COMMIT;

-- In Serializable, Transaction 1 will not see new rows inserted by other transactions until it is finished, preventing phantom reads.

Repeatable Read と Serializable の選択は、アプリケーションの要件や許容できるトレードオフによって決まります。Repeatable Read は、非再読可能読み取りを防ぎたいが、ファントムリードの稀な発生を許容できる場合に適しています。多くのビジネスアプリケーションでは、パフォーマンスや同時実行性を優先するため、この選択が受け入れられることが多いです。Serializable は、絶対的な一貫性と正確性が求められる場合、例えば銀行や金融システムなど、ファントムリードが誤った計算や二重支払いにつながる恐れがある場合に選択します。ただし、Serializable はロックやブロッキングが増加し、スループットが大幅に低下する可能性があるため、その保証が本当に必要な場面に限定して使用すべきです。

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セクション 1. 章 6

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セクション 1. 章 6

Isolation：リピータブルリードおよびシリアライザブルレベル

1. Repeatable Read と Serializable の主な違いは何ですか？

2. どの分離レベルがファントムリードを防ぎますか？

3. どのような場合に低い分離レベルを選択しますか？