[DB] Transaction & Isolation Level

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在資料庫系統中，交易(Transaction)是指一連串不可分割的操作程序，如果在這之中的任一步驟失敗，那麼資料狀態就要回復(Rollback)到尚未異動前的狀態才可行，交易順利完成稱之為 Commit。

為了要維持資料庫的一致、正確性，一個 Transaction 要包含四個(ACID)特性：

(1) Atomicity
一個 Transaction 不可被分割，正常執行完成就宣告 Commit 表示交易正常結束；反之則用 Rollback 宣告交易失敗，資料要回復到異動前的狀態。
(2) Consistency
每筆交易所異動到的資料，要滿足資料庫整體資料的一致性。
(3) Isolation
每筆交易間應當是獨立的，當一筆交易尚未處理完時，異動的資料不能被其他交易使用，避免異動的結果造成其他交易的不正確。
(4) Durability
交易所異動的資料，只有當交易 Commit 後，才會將異動部份更新到資料庫內，即使系統發生故障，也不會影響異動後的資料。

針對 Isolation 的部份，可區分為四個層級。在詳述這些層級之前，先列出同時有多個交易存取資料時，會發生的錯誤：
* Dirty Read
亦稱為 READ UNCOMMITTED，一個交易尚未完成，其他筆交易讀取同一筆資料，可能因為前一個交易對資料有所異動，造成後來的交易讀到錯值。
* Nonrepeatable Read
一個交易對同筆資料進行兩次以上的讀取，但是結果卻不相同，因為在讀取的中間，其他交易有異動過資料，所以造成錯誤。
* Phantoms Read
交易使用 WHERE 指定資料的選取範圍(Range)，可能因為其他交易對資料的異動，讓原先不在範圍內的資料，也一併被選中。

將 Isolation 分為四個層級：
[ Read Uncommitted ]
此一等級限制最少，允許讀取其他 Transaction 尚未 Commit 的資料，無法確保資料的一致性及完整性。
[ Read Committed ]
不允許讀取正在「異動」的資料；當資料正由一個 Transaction 異動時，就不允許其他人讀取該資料；但對於一個進行中的 Transaction 允許其他 Transaction 可以更改相關資料。
[ Repeatable Read ]
當一筆資料被讀取後，其他的 Transaction 就不允許修改(UPDATE)或刪除(DELETE)該筆資料，這意味著，在此條件下：同樣的 SQL 語法會得到相同的結果。
[ Serialized Read ]
當一筆資料被讀取後，其他的 Transaction 不允許新增(Insert)、修改、刪除資料。這表示 SQL 的查詢結果，不會因為另一筆 Transaction 新增了一筆符合選取範圍的資料，造成兩次查詢結果的不同。

Isolation Level /  Lost    Dirty  Nonrepeatble  Phantoms
可能發生的錯誤     Update  Ready  Read          Read
--------------------------------------------------------
Read Uncommitted    V       V      V            V
Read Committed                     V            V
Repeatable Read                                 V
Serialized Read