Djangoのデータベーストランザクションはどのように機能しますか?

Question

Accepted Answer

**データベーストランザクション**は複数の操作をグループ化し、それらがすべて成功するか、またはすべて一緒に失敗するようにします（原子性）— 部分的で矛盾した更新を防ぎます。Djangoは`transaction.atomic`を提供して、トランザクション内に操作をラップし、複数ステップの操作のデータ整合性を保証します。

## トランザクションが解決する問題

```python
# ❌ WITHOUT a transaction — partial failure leaves inconsistent data
def transfer_money(from_account, to_account, amount):
    from_account.balance -= amount
    from_account.save()                  # ✓ succeeds
    # ...if the server crashes HERE, money vanished from one account...
    to_account.balance += amount
    to_account.save()                    # ✗ never runs → money LOST!
```

トランザクションがなければ、2番目の操作が失敗した場合、1番目はすでにコミットされています — データベースを破損した矛盾した状態のままにします（金銭は引き出されましたが入金されていません）。

## transaction.atomic — すべてか無かか

```python
from django.db import transaction

# as a context manager
def transfer_money(from_account, to_account, amount):
    with transaction.atomic():           # everything inside is ONE transaction
        from_account.balance -= amount
        from_account.save()
        to_account.balance += amount
        to_account.save()
    # if ANY operation raises an exception, the WHOLE block is ROLLED BACK
    # → either both saves happen, or neither does (atomicity)
```

```python
# or as a decorator on a whole function/view
@transaction.atomic
def create_order(request):
    order = Order.objects.create(...)
    for item in items:
        OrderItem.objects.create(order=order, ...)
    # all-or-nothing: a failure anywhere rolls back the entire order creation
```

`atomic()`内では、操作が例外を発生させるとDjangoはブロック内のすべての変更を**ロールバック**します — したがってデータベースは決して半分更新の状態のままにはなりません。成功時には、すべての変更がまとめてコミットされます。

## ネストされたアトミックブロック（セーブポイント）

```python
with transaction.atomic():               # outer transaction
    do_something()
    try:
        with transaction.atomic():       # inner = a SAVEPOINT
            risky_operation()
    except Exception:
        pass                              # inner rolls back to the savepoint; outer continues
```

ネストされた`atomic`ブロックはセーブポイントを使用します — 内側のブロックは外側全体のトランザクションを中止することなく、独立してロールバックできます。

## 重要な詳細

```text
✓ Catch exceptions OUTSIDE the atomic block (catching inside can break rollback handling)
✓ select_for_update() locks rows within a transaction (prevent race conditions on updates)
    with transaction.atomic():
        account = Account.objects.select_for_update().get(pk=id)  # row locked until commit
✓ ATOMIC_REQUESTS setting wraps EVERY request in a transaction (per-database)
✓ Keep transactions SHORT — long transactions hold locks, hurting concurrency
```

## なぜ重要なのか

データベーストランザクションは、操作が成功するか失敗するかをユニットとして行う必要がある複数の関連するデータベース変更を含む場合、**データ整合性**のために不可欠です — そして`transaction.atomic`の理解は、正確で信頼性の高いアプリケーションを構築するための重要な知識です。

トランザクションが解決するコア問題は**部分的障害**です：原子性がなければ、複数ステップの操作が途中で失敗した場合（クラッシュ、例外、制約違反）、データベースは矛盾した状態のままになります — 典型的な送金の例（1つのアカウントから引き出されたが別のアカウントに入金されていない）は、これがデータをどのように破損させ、深刻な結果をもたらす可能性があるかを示しています。`transaction.atomic`は操作が**すべてか無かか**（障害時にブロック全体をロールバック）という保証を提供し、これは複数の書き込みにまたがるすべての操作 — 注文とその行アイテムの作成、資金の移動、関連レコードの更新 — が矛盾のないデータベースを維持するために必要です。

アトミックブロックの使用方法（コンテキストマネージャまたはデコレータとして）、セーブポイントを使用したネストされたトランザクション、および重要な詳細 — ブロック**外**で例外をキャッチしたり、`select_for_update()`を使用して行をロックし、同時更新のレース条件を防いだり、トランザクションを短く保つことでロック保持を避けたり — は、堅牢なアプリケーションを構築するための実用的な知識です。

データの一貫性は信頼性の高いシステムの基本要件であり、トランザクションは複数ステップのデータベース操作のそれを保証するメカニズムです。これは、正確で整合性を保持するコードを書く開発者と、失敗条件や同時アクセス下でデータを静かに破損させることができるアプリケーションを書く開発者を区別する、重要で頻繁に関連する話題です — これは重要で関連するデータ変更を処理するすべてのアプリケーションに懸念される事項です。