Как применять уровень изоляции Serialization при работе с большими запросами?

В вашем проекте имеется бекенд, работающий с финансовыми данными, и вы установили уровень изоляции транзакций Serialization для всех операций в базе данных PostgreSQL. Транзакции открываются в начале запроса и закрываются в конце. Однако вы столкнулись с проблемой, связанной с запросами, в которых затрагивается большое количество сущностей, например, при создании ордера, где происходит чтение и запись в несколько таблиц. Это увеличивает вероятность возникновения ошибок сериализации. 

Как правильно обрабатывать транзакции, которые включают чтение и изменения в нескольких таблицах? 

Есть ли устоявшиеся решения для решения этой проблемы?
  • 10 октября 2024 г. 11:44
Ответы на вопрос 2
Использование уровня изоляции `SERIALIZABLE` в PostgreSQL обеспечивает высокую степень защиты от аномалий, связанных с конкурентным доступом к данным, но также может привести к повышению вероятности возникновения ошибок сериализации. Особенно это актуально в сценариях, когда транзакции затрагивают большое количество сущностей, как, например, в случае создания ордера. Вот несколько стратегий и рекомендаций по обработке таких ситуаций:

### 1. Разделение транзакций
Если возможно, разбивайте большие транзакции на более мелкие. Это не всегда просто, но вы можете реализовать логику так, чтобы несколько последовательных транзакций выполнялись независимо друг от друга, что уменьшит вероятность конфликта.

### 2. Повторная попытка транзакции
При возникновении ошибки сериализации у вас есть возможность обработать ее и повторить транзакцию. Это типичный подход:
- Оберните вашу текущую бизнес-логику в цикл с несколькими попытками (например, 3-5).
- Если возникает ошибка `SerializationFailure`, просто повторите транзакцию.
  
Пример:
```python
for attempt in range(MAX_ATTEMPTS):
    try:
        with connection.cursor() as cursor:
            # Ваши операции чтения и записи данных
        break  # Если успешно завершается, выходим из цикла
    except psycopg2.errors.SerializationFailure:
        if attempt == MAX_ATTEMPTS - 1:
            raise
        # Логируем ошибку и продолжаем цикл для повторной попытки
```

### 3. Оптимизация доступа к данным
- Постарайтесь минимизировать объем данных, которые читаете и записываете в рамках одной транзакции. Например, выполняйте выборки только тех данных, которые действительно необходимы для выполнения операции.
- Обслуживайте только необходимые связи между таблицами и группируйте операции по возможности.

### 4. Используйте `SELECT FOR UPDATE`
Если вы уверены, что ваши операции требуют эксклюзивного доступа к данным, используйте блокировки. Это может помочь избежать конфликта с другими конкурентными транзакциями. Однако учтите, что это также может влиять на производительность.

### 5. Исключите уникальные ограничения
Если транзакции затрагивают уникальные ключи, постарайтесь избегать конфликтов путем последовательного доступа к данным и учета существующих записей.

### 6. Профилирование производительности
Проведите профилирование запросов и транзакций, чтобы выявить узкие места. Возможно, некоторые запросы можно оптимизировать без изменения уровня изоляции.

### 7. Распределенные транзакции
Если архитектура позволяет, рассмотрите возможность разнести связанные операции по разным сервисам (например, микросервисы), чтобы сократить объем транзакций.

### 8. Рассмотрите альтернативные уровни изоляции
В случае если высокий уровень изоляции не оправдывает себя, рассмотрите возможность использования `REPEATABLE READ` или даже `READ COMMITTED`, если ваша бизнес-логика допускает такое.

### Заключение
Использование `SERIALIZABLE` для высококонкурентных операций требует тщательного проектирования. Применяйте стратегии повторной попытки, оптимизируйте доступ к данным и, если необходимо, пересмотрите настройки уровня изоляции. Успешное управление транзакциями часто основывается на проходе по нескольким подходам и их сочетании для оптимизации работы вашего приложения.
Использовать очередь конкурирующих запросов. 
У меня, например, часто конфликтовали запросы на изменение поля `Project.LastModificationDate` когда несколько пользователей одновременно сохраняют его. Я создал очередь по `ProjectId` для всех сохранений. И таких видов очередей у меня несколько.
Похожие вопросы