Что такое транзакционность?

Транзакционность — это свойство информационных систем (чаще всего баз данных), гарантирующее надежность и целостность данных при выполнении операций, представляющих собой логически завершенные единицы работы. Каждая транзакция должна обладать следующими свойствами, известными как свойства ACID:

• Атомарность (Atomicity): Транзакция представляет собой неделимую единицу работы. Либо все ее операции выполняются успешно, либо ни одна из них не оказывает постоянного эффекта. В случае сбоя все изменения, внесенные транзакцией, откатываются (rollback).
• Согласованность (Consistency): Транзакция переводит систему из одного согласованного состояния в другое. Она не нарушает установленные ограничения целостности данных.
• Изолированность (Isolation): Выполнение одной транзакции не должно оказывать влияния на параллельно выполняющиеся транзакции. Каждая транзакция "видит" данные так, как если бы она выполнялась монопольно. Существуют различные уровни изоляции, допускающие разные типы конфликтов (например, "грязное" чтение, неповторяющееся чтение, чтение-фантом).
• Долговечность (Durability): После успешного завершения (коммита) транзакции все ее изменения становятся постоянными и не могут быть утеряны даже в случае сбоя системы.

Применительно к C/C++ разработке, транзакционность часто реализуется при работе с базами данных (используя соответствующие API, например, SQL), файловыми системами (редко и специфично), или в пользовательских структурах данных, требующих атомарных операций при параллельном доступе.

Пример атомарной операции с использованием мьютекса:

// Для обеспечения атомарности увеличения счетчика в многопоточной среде
#include <mutex>

std::mutex counter_mutex;
int shared_counter = 0;

void increment_counter_atomically() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(counter_mutex); // Захват мьютекса
    // Операции, выполняющиеся под защитой мьютекса, атомарны относительно других потоков
    shared_counter++;
    // Мьютекс автоматически освобождается при выходе из области видимости lock_guard
}

В контексте баз данных, транзакции управляются явно:

-- Начало транзакции
BEGIN TRANSACTION;

-- SQL-операции, составляющие транзакцию
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 2;

-- Фиксация транзакции (все изменения применяются)
COMMIT;

-- В случае ошибки, отмена всех изменений
-- ROLLBACK;

Соблюдение свойств ACID обеспечивает надежность и предсказуемость поведения системы, особенно при параллельной обработке данных и в условиях возможных сбоев.