⭐ 题目日期：

小红书 - 2024/11/11

📝 题解：

原子性（Atomicity）

定义 原子性是 ACID 事务特性的核心原则之一，确保事务中的所有操作要么全部成功提交，要么全部失败回滚，不存在“部分成功”的状态。事务的原子性类似于物理世界中的原子概念——不可分割的最小单位。如果事务中的任何一个操作失败，整个事务将被回滚到初始状态，就像从未执行过一样。

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示例场景

假设银行转账事务包含两个操作：

1. 从账户 A 扣除 100 元。
2. 向账户 B 增加 100 元。

原子性的作用：

• 若两个操作均成功，事务提交，资金完成转移。
• 若任意一步失败（如账户 A 余额不足或系统崩溃），事务会回滚：
  • 账户 A 的扣款撤销，账户 B 的加款撤销。
  • 数据库保持转账前的状态，避免数据不一致（如账户 A 扣款成功但账户 B 未到账）。

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实现原理

数据库通过以下机制保障原子性：

1. 日志（Undo Log）：
   1. 事务执行前，数据库记录原始数据的快照（undo log）。
   2. 若事务失败，根据 undo log 回滚所有修改。
2. 两阶段提交（2PC）（分布式场景）：
   1. 协调者先询问所有参与者是否可提交，收到确认后再发送最终提交指令。
   2. 任一参与者失败，所有参与者回滚。

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原子性的重要性

1. 数据一致性：防止因部分操作失败导致的“半完成”状态（如扣款成功但未到账）。
2. 容错能力：系统崩溃、网络中断等异常场景下，确保数据恢复后的一致性。
3. 业务可靠性：关键业务逻辑（如支付、订单）依赖原子性保障完整性。

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与其他 ACID 特性的关系

• 一致性（Consistency）：原子性是实现一致性的基础。若事务不满足原子性，数据库可能处于违反业务规则的状态。
• 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，原子性确保每个事务独立生效，不受其他事务干扰。

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实际应用注意事项

1. 显式控制事务边界：
   1. 在代码中明确标记事务的开始（BEGIN）和结束（COMMIT/ROLLBACK）。
2. 避免长事务：
   1. 长时间未提交的事务会占用资源，增加锁竞争和回滚成本。
3. 分布式事务挑战：
   1. 跨数据库或微服务的事务需借助 Saga 模式、TCC（Try-Confirm-Cancel）等方案实现原子性。

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总结

原子性是事务的“全或无”特性，确保数据库在复杂操作或异常场景下始终保持逻辑完整性。它不仅是数据库设计的基石，也是构建可靠分布式系统的关键挑战之一。