原子性（Atomicity）

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原子性とは

原子性（Atomicity）とは、トランザクション（＝ひとまとまりとして扱う一連の処理）の中身が、すべて実行されるか、まったく実行されないかのどちらかになる性質のことです。途中だけ実行された中途半端な状態は残しません。

身近な例で考えると、銀行の送金がぴったりです。「Aの口座から引く」「Bの口座に足す」という2つの処理は、どちらも成功しないと意味がありません。片方だけ実行されたら、お金が消えたり勝手に増えたりしてしまいます。だからこの2つを「分けられない（＝原子＝それ以上分割できない最小単位）ひとかたまり」として扱うのです。

上のツールで▶ボタンを押すと、送金処理が全部成功して確定する流れと、途中で障害が起きて全部取り消される流れの2つを切り替えて確認できます。

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All or Nothingの意味

原子性はよく 「All or Nothing（全か無か）」 という言葉で表されます。トランザクションの結果として許されるのは、次の2つのどちらかだけです。

・All（全部実行）：トランザクション内のすべての処理が成功し、その結果が確定される
・Nothing（まったく実行しない）：1つでも失敗したら、行った変更をすべて取り消して開始前の状態に戻す

送金の例でいうと、許される結果は「Aから引いてBに足した状態（All）」か「AもBも変わっていない状態（Nothing）」のどちらかです。「Aから引いたのにBには足されていない」という状態は、お金が消えてしまうので絶対に作りません。これが原子性のいちばん大事なポイントです。

料理に例えると、レシピの手順を1つでも飛ばしたら、その料理は「作りかけ」ではなく「最初から作らなかった」ことにして材料を片付ける、というイメージです。中途半端な皿はお客に出さない、という考え方です。

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ロールバックとの関係

原子性の「Nothing（まったく実行しない）」を実現する仕組みが ロールバック（＝処理を取り消して開始前の状態に戻す操作） です。トランザクションの途中で障害が起きたとき、それまでに行った変更をすべて巻き戻します。

逆に、すべての処理が成功した場合は コミット（＝変更を確定する操作） を行い、結果を正式な記録として書き込みます。つまり原子性は、次の2つの操作によって守られています。
・コミット：全部成功 → 変更をまとめて確定（All を実現）
・ロールバック：途中で失敗 → 変更をすべて取り消し（Nothing を実現）

DBMS（＝データベース管理システム）は、変更を確定する前にどんな処理をしたかをログ（記録）に残しておきます。障害が起きたら、このログを見て「どこまで戻せばよいか」を判断し、ロールバックを実行します。上のツールの失敗シナリオで、Aから引いた7000円が元の10000円に戻る様子を確認してみてください。

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基本情報技術者 練習問題