Wiederholbare Leseisolation verwenden

Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie die Isolation von wiederholbaren Lesevorgängen in Spanner verwenden.

„Repeatable Read“ ist eine Isolationsebene, die dafür sorgt, dass bei allen Lesevorgängen innerhalb einer Transaktion ein konsistenter Snapshot der Datenbank angezeigt wird, wie er zu Beginn der Transaktion vorhanden war. In Spanner wird diese Isolationsebene mit einer Technik implementiert, die auch als Snapshot-Isolation bezeichnet wird. Dieser Ansatz ist in Szenarien mit hoher Lese-/Schreibkonkurrenz von Vorteil, in denen zahlreiche Transaktionen Daten lesen, die von anderen Transaktionen geändert werden könnten. Durch die Verwendung eines festen Snapshots werden mit „Repeatable Read“ die Leistungseinbußen der strengeren Isolationsebene „Serializable“ vermieden. Lesevorgänge können ohne Sperren und ohne Blockierung gleichzeitiger Schreibvorgänge ausgeführt werden. Dies führt möglicherweise zu weniger abgebrochenen Transaktionen, die aufgrund von Serialisierungskonflikten wiederholt werden müssen. Weitere Informationen finden Sie unter Übersicht über Isolationsstufen.

Isolationsebene festlegen

Sie können die Isolationsebene für Lese-/Schreibtransaktionen auf Datenbankclient- oder Transaktionsebene mit den folgenden Methoden festlegen:

Clientbibliotheken

Go


import (
	"context"
	"fmt"
	"io"

	"cloud.google.com/go/spanner"
	pb "cloud.google.com/go/spanner/apiv1/spannerpb"
)

func writeWithTransactionUsingIsolationLevel(w io.Writer, db string) error {
	ctx := context.Background()

	// The isolation level specified at the client-level will be applied
	// to all RW transactions.
	cfg := spanner.ClientConfig{
		TransactionOptions: spanner.TransactionOptions{
			IsolationLevel: pb.TransactionOptions_SERIALIZABLE,
		},
	}
	client, err := spanner.NewClientWithConfig(ctx, db, cfg)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to create client: %w", err)
	}
	defer client.Close()

	// The isolation level specified at the transaction-level takes
	// precedence over the isolation level configured at the client-level.
	// REPEATABLE_READ is used here to demonstrate overriding the client-level setting.
	txnOpts := spanner.TransactionOptions{
		IsolationLevel: pb.TransactionOptions_REPEATABLE_READ,
	}

	_, err = client.ReadWriteTransactionWithOptions(ctx, func(ctx context.Context, txn *spanner.ReadWriteTransaction) error {
		// Read the current album title
		key := spanner.Key{1, 1}
		row, err := txn.ReadRow(ctx, "Albums", key, []string{"AlbumTitle"})
		if err != nil {
			return fmt.Errorf("failed to read album: %v", err)
		}
		var title string
		if err := row.Column(0, &title); err != nil {
			return fmt.Errorf("failed to get album title: %v", err)
		}
		fmt.Fprintf(w, "Current album title: %s\n", title)

		// Update the album title
		stmt := spanner.Statement{
			SQL: `UPDATE Albums
				SET AlbumTitle = @AlbumTitle
				WHERE SingerId = @SingerId AND AlbumId = @AlbumId`,
			Params: map[string]interface{}{
				"SingerId":   1,
				"AlbumId":    1,
				"AlbumTitle": "New Album Title",
			},
		}
		count, err := txn.Update(ctx, stmt)
		if err != nil {
			return fmt.Errorf("failed to update album: %v", err)
		}
		fmt.Fprintf(w, "Updated %d record(s).\n", count)
		return nil
	}, txnOpts)

	if err != nil {
		return fmt.Errorf("transaction failed: %v", err)
	}
	return nil
}

Java

static void isolationLevelSetting(DatabaseId db) {
  // The isolation level specified at the client-level will be applied to all
  // RW transactions.
  DefaultReadWriteTransactionOptions transactionOptions =
      DefaultReadWriteTransactionOptions.newBuilder()
          .setIsolationLevel(IsolationLevel.SERIALIZABLE)
          .build();
  SpannerOptions options =
      SpannerOptions.newBuilder()
          .setDefaultTransactionOptions(transactionOptions)
          .build();
  Spanner spanner = options.getService();
  DatabaseClient dbClient = spanner.getDatabaseClient(db);
  dbClient
      // The isolation level specified at the transaction-level takes precedence
      // over the isolation level configured at the client-level.
      .readWriteTransaction(Options.isolationLevel(IsolationLevel.REPEATABLE_READ))
      .run(transaction -> {
        // Read an AlbumTitle.
        String selectSql =
            "SELECT AlbumTitle from Albums WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1";
        ResultSet resultSet = transaction.executeQuery(Statement.of(selectSql));
        String title = null;
        while (resultSet.next()) {
          title = resultSet.getString("AlbumTitle");
        }
        System.out.printf("Current album title: %s\n", title);

        // Update the title.
        String updateSql =
            "UPDATE Albums "
                + "SET AlbumTitle = 'New Album Title' "
                + "WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1";
        long rowCount = transaction.executeUpdate(Statement.of(updateSql));
        System.out.printf("%d record updated.\n", rowCount);
        return null;
      });
}

Node.js

// Imports the Google Cloud Spanner client library
const {Spanner, protos} = require('@google-cloud/spanner');
// The isolation level specified at the client-level will be applied
// to all RW transactions.
const isolationOptionsForClient = {
  defaultTransactionOptions: {
    isolationLevel:
      protos.google.spanner.v1.TransactionOptions.IsolationLevel.SERIALIZABLE,
  },
};

// Instantiates a client with defaultTransactionOptions
const spanner = new Spanner({
  projectId: projectId,
  defaultTransactionOptions: isolationOptionsForClient,
});

function runTransactionWithIsolationLevel() {
  // Gets a reference to a Cloud Spanner instance and database
  const instance = spanner.instance(instanceId);
  const database = instance.database(databaseId);
  // The isolation level specified at the request level takes precedence over the isolation level configured at the client level.
  const isolationOptionsForTransaction = {
    isolationLevel:
      protos.google.spanner.v1.TransactionOptions.IsolationLevel
        .REPEATABLE_READ,
  };

  database.runTransaction(
    isolationOptionsForTransaction,
    async (err, transaction) => {
      if (err) {
        console.error(err);
        return;
      }
      try {
        const query =
          'SELECT AlbumTitle FROM Albums WHERE SingerId = 1 AND AlbumId = 1';
        const results = await transaction.run(query);
        // Gets first album's title
        const rows = results[0].map(row => row.toJSON());
        const albumTitle = rows[0].AlbumTitle;
        console.log(`previous album title ${albumTitle}`);

        const update =
          "UPDATE Albums SET AlbumTitle = 'New Album Title' WHERE SingerId = 1 AND AlbumId = 1";
        const [rowCount] = await transaction.runUpdate(update);
        console.log(
          `Successfully updated ${rowCount} record in Albums table.`,
        );
        await transaction.commit();
        console.log(
          'Successfully executed read-write transaction with isolationLevel option.',
        );
      } catch (err) {
        console.error('ERROR:', err);
      } finally {
        transaction.end();
        // Close the database when finished.
        await database.close();
      }
    },
  );
}
runTransactionWithIsolationLevel();

Python

# instance_id = "your-spanner-instance"
# database_id = "your-spanner-db-id"

# The isolation level specified at the client-level will be applied to all RW transactions.
isolation_options_for_client = TransactionOptions.IsolationLevel.SERIALIZABLE

spanner_client = spanner.Client(
    default_transaction_options=DefaultTransactionOptions(
        isolation_level=isolation_options_for_client
    )
)
instance = spanner_client.instance(instance_id)
database = instance.database(database_id)

# The isolation level specified at the request level takes precedence over the isolation level configured at the client level.
isolation_options_for_transaction = (
    TransactionOptions.IsolationLevel.REPEATABLE_READ
)

def update_albums_with_isolation(transaction):
    # Read an AlbumTitle.
    results = transaction.execute_sql(
        "SELECT AlbumTitle from Albums WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1"
    )
    for result in results:
        print("Current Album Title: {}".format(*result))

    # Update the AlbumTitle.
    row_ct = transaction.execute_update(
        "UPDATE Albums SET AlbumTitle = 'A New Title' WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1"
    )

    print("{} record(s) updated.".format(row_ct))

database.run_in_transaction(
    update_albums_with_isolation, isolation_level=isolation_options_for_transaction
)

REST

Mit der TransactionOptions.isolation_level REST API können Sie die Isolationsebene für Lese-Schreib- und schreibgeschützte Transaktionen auf Transaktionsebene festlegen. Gültige Optionen sind TransactionOptions.SERIALIZABLE und TransactionOptions.REPEATABLE_READ. Standardmäßig wird die Isolationsebene in Spanner auf „serialisierbare Isolation“ festgelegt.

Beschränkungen

Für die Vorschau der Isolation „Wiederholbares Lesen“ gelten die folgenden Einschränkungen.

  • Wenn Ihr Schema CHECK-Einschränkungen enthält, können Probleme auftreten.
    • Es gibt ein bekanntes Problem, das verhindert, dass CHECK-Einschränkungen validiert werden. Dies kann zu Einschränkungsverletzungen führen, wenn Transaktionen committet werden. Daher empfehlen wir, die Isolation „Repeatable Read“ in der Vorschau nicht zu verwenden, wenn Ihr Schema Check-Einschränkungen enthält.
  • Es kann zu Problemen kommen, wenn in Ihrer Datenbank gleichzeitig Schemata geändert werden, während Transaktionen ausgeführt werden.
    • Wenn in Ihren DML-Anweisungen die Option last_statement verwendet wird und während der Ausführung der DML-Anweisung eine gleichzeitige Schemaänderung erfolgt, wird möglicherweise intern ein Wiederholungsversuch unternommen und ein Fehler zurückgegeben, der besagt, dass die DML-Anweisung nach dem Festlegen der Option last_statement fälschlicherweise wiederholt wurde. Wenn Sie die Transaktion nach der Schemaänderung noch einmal versuchen, wird das Problem behoben.
    • Wenn bei Anfragen in einer Transaktion ein DEADLINE_EXCEEDED-Fehler vom Client auftritt, wiederholen Sie die Transaktion, nachdem die Schemaänderung angewendet wurde, um das Problem zu beheben.

Nicht unterstützte Anwendungsfälle

  • Sie können die Isolationsebene „Wiederholbares Lesen“ nicht für partitionierte DML-Transaktionen festlegen.
  • Alle schreibgeschützten Transaktionen werden bereits mit einem festen Snapshot ausgeführt und erfordern keine Sperren. Das Festlegen der Isolationsebene „REPEATABLE READ“ für diesen Transaktionstyp ändert also nichts.
  • Sie können die Isolation vom Typ „Repeatable Read“ nicht für schreibgeschützte, einmalige und Partitionierungsvorgänge mit den Spanner-Clientbibliotheken festlegen. Die Spanner-Clientbibliotheken bieten keine Option zum Festlegen der Isolation vom Typ „Repeatable Read“ für schreibgeschützte, einmalige und Partitionierungsabfragevorgänge.

Nächste Schritte