事務性(Transactional)存儲需要硬體參與嗎？

1. 事務性(Transactional)存儲需要硬體參與嗎？

2. 硬體支持Transaction的原理是怎樣的？

3. 極端情況（比如磁頭在物理上只寫入了一個原子值的一部分）需要考慮嗎？如果要考慮，如何處理？

需要硬體支持。

1. 對於內存數據的操作，依靠CPU提供的原子操作指令來保證並發安全，x86-64平台上，CPU提供8位元組的CAS原子操作，有了這玩意，你可以對無限多的內存數據進行原子性的修改和讀取，可以參考這篇文章 http://oceanbase.org.cn/?p=82

2. 對於磁碟和快閃記憶體，則需要依賴它們提供的原子寫來保證斷電後能夠正確恢復，文件系統依靠journal來保證意外斷電後能夠恢復到一致的狀態，其實理論上有8位元組的原子寫保證的話，journal就可以正常工作。如@drdrxp的回答，機械磁碟一般可以保證512位元組的原子寫，這個保證已經足夠journal機制的正常工作了。

對於並發寫磁碟操作，比如多線程並發append一個文件，則依靠文件系統來保證辦法安全。

再提一句，在ext文件系統的實際使用中，一般不會開啟完整的文件系統journal，而只是開啟對元數據操作的journal，因此應用程序自己也需要處理數據沒有寫全的情況，最簡單的就是資料庫在寫redolog時對齊寫，把一條日誌內容的校驗和放在這條日誌的頭部，這樣頭部可以保證原子寫出，讀的時候發現校驗和不對，並且這條日誌是在文件末尾，就可以確定宕機前沒寫成功，直接略過即可。

硬碟寫都是512位元組原子的，突然斷電可以靠機械慣性完成當前512位元組寫入。硬碟寫的事務可以在原子寫的基礎上建立起來。

如果不考慮這個假設也可以，記得是mysql里實現的對每筆日誌寫分寫2個地方，2次都寫完才算這筆寫成功。寫第一筆斷電就算事務失敗，寫第二筆失敗就從第一筆恢復出來。所以斷電恢復之後永遠是事務完整的。每一塊是否成功的檢查是通過各自結尾的校驗塊實現的。

Transactional NTFS

簡單看一下，普通的硬碟就可以了。

原子操作這東西，軟體模擬和硬體支持都可以。

硬體原理上和軟體是一樣的，因為硬碟/SSD裡頭也是軟體。只不過更底層，信息更可靠，就不需要double buffer了。