アトミック性・とは？初心者でも理解できる基本解説と日常の例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

アトミック性とは？

アトミック性とは、データ処理を「全部完了するか、最初からやり直すか」のどちらか一方になる性質のことです。途中で崩れたり、中途半端な状態が残ったりしないようにする約束で、データの整合性を保つ基本的な考え方のひとつです。主にデータベースのトランザクションやプログラムの大きな処理で使われます。

この考え方は、英語の Atomicity（アトミシティ）という言葉から来ています。データベースの世界では、しばしばACIDと呼ばれる性質のうちのAtomicityとして説明されます。ACIDとは Atomicity（原子性）、Consistency（整合性）、Isolation（独立性）、Durability（耐久性）の頭文字を並べた略語で、データを安全に扱うための基本ルールのセットです。

では、具体的にどういう場面で役立つのでしょうか。たとえば銀行の送金を例に取って考えてみます。あなたの口座からお金を引き落とし、同時に相手の口座へ入金する、という2つの処理が同時に完了しなければなりません。もし引き落としは成功して入金が失敗したら、不足分が片方だけ残り、データに大きなズレが生じます。ここでアトミック性が働き、両方の処理が「1つの不可分な単位」として扱われることで、必ず両方が成功するか、あるいは全て取り消されるかのいずれかになるよう保証します。

この性質を実現するためには、しばしばトランザクションという仕組みが使われます。トランザクションとは、複数の操作をひとつのまとまりとして扱い、途中でエラーが起きた場合にはこれまでの変更を取り消す「ロールバック」という機能を提供します。これにより、処理が途中で崩れてデータが不整合になることを防ぎます。

日常の生活にも、アトミック性の考え方は役立ちます。買い物のレジ処理やオンラインの振込手続きなど、複数のステップが関係する場面で「途中で終わらない」という約束があると、データの整合性が保たれます。重要なのは、処理全体が1つのまとまりとして扱われ、途中で半端に残らないことです。

ACIDとアトミック性の関係

ACIDはデータの安全な取り扱いのための4つの柱です。そのうちのAtomicityは、処理全体が不可分な単位として実行されることを指します。Isolationは同時実行時の干渉を避け、Durabilityは一度完了したデータが長期間保存されることを保証します。これらは相互に補完し合いながら、データベースの信頼性を高めます。

初心者が押さえる要点

・アトミック性は「全体が1つの単位として動く」ことを意味します。途中で中断して不完全な状態が残らないことが大切です。

・エラー時にはロールバックで元の状態へ戻すのが基本です。ロールバックがあることでデータの整合性を守れるのです。

・銀行の送金やオンライン取引のような実世界の例を想像すると理解しやすいです。これらの場面では、処理全体が成功するか、全く行われなかったかのどちらかになります。

表で要点を確認

要素	説明
Atomicity	処理全体が1つの不可分な単位として実行される
ロールバック	途中でエラーが起きた場合、変更を取り消して元の状態に戻す仕組み
実世界の例	銀行の送金、オンライン購入など

このようにアトミック性は、データの整合性を守るための基本的な性質です。初心者の方は、最初は「全体で1つの結命題のように扱う」というイメージを持つと理解しやすいでしょう。アトミック性は、複雑な処理を安全にまとめるための“約束”と覚えておくと良いです。

アトミック性の同意語

原子性: 処理を途中で分割せず、全体として一度に完結させる性質。トランザクションや並行処理の文脈で、途中状態を外部に見せず、全体が成功するか全て取り消される状態を指します。
不可分性: 処理を分割できず、一つの不可分な単位として扱われる性質。途中の介在なしに全体を一括で完了させる特性です。
不分割性: 分割不能性を表す別称で、ひとつのまとまりとして一括して実行・完了する性質。
不可分操作: 処理自体が分割されず、一体として完了する操作の性質を指す表現。アトミック性の近似用語として使われます。
単一性: 処理をひとつの単位として扱い、他の処理と混ざらずに完結する性質。
一体性: 複数の処理が一体となり、分割せずに完結する性質。

アトミック性の対義語・反対語

非原子性: アトミック性が欠けている状態。処理が途中で分割され、最後まで一括で完了しないことがある。
原子性の欠如: アトミック性が失われた状態の別表現。途中で中断され、整合性が崩れる可能性がある。
分割可能性: 操作を複数の部分に分割して実行できる性質。全体が一括で完了しづらい事態を生み出す要因となる。
部分実行: 処理が一部分だけ完了してしまい、最終的には全体が完了しない状況のこと。
状態不整合: 途中でデータの整合性が崩れ、矛盾した状態になる可能性があること。
途中状態の露出: 実行中の途中状態が外部に見える状態。安全性の観点で問題になることがある。
複数段階実行: 処理が二段階以上の手順で行われ、単一の原子性を満たさない状態。
多段階実行: 複数の段階を経て実行される形。途中で失敗すると全体の整合性が保たれにくい。
逐次実行: 処理が順序立てて複数のステップで実行され、途中の結果が見える形態。

アトミック性の共起語

トランザクション: データベースでの一連の処理を一つの不可分な単位として扱い、全て成功するまで変更を確定しない仕組み。途中で失敗すると全体を元に戻すロールバックが行われる。
原子性: 処理を途中で分割せず、全体が一つの単位として実行されるか、全く実行されないかの性質。途中の中間状態は外部には現れない。
一貫性: データが事前に定義された制約を満たす状態を保つこと。整合性ルールを満たすように変更が適用される。
分離性: 同時実行中の他のトランザクションの影響を受けず、各トランザクションが独立して扱われること。
耐久性: トランザクションの結果が永続的に保存され、障害後も失われずに回復可能であること。
ACID: Atomicity（原子性）、Consistency（一貫性）、Isolation（分離性）、Durability（耐久性）の頭文字を取ったデータベースの基本特性の総称。
ロールバック: 処理途中の変更を取り消して、元の確定前の状態に戻す操作。
コミット: トランザクションを確定させ、変更をデータベースに永続的に適用する操作。
アボート: 処理を中止して、行われた変更を取り消すこと。
ロック: データの同時アクセスを制御して競合を防ぐ仕組み。
二相コミット: 分散トランザクションで、全参加データベースが同意して初めて変更を確定する段階的手順。
分離レベル: トランザクションの分離の強さを設定する概念。SERIALIZABLE などのレベルがある。
ジャーナリング: 変更を事前にログに記録して、障害時の回復を容易にする手法。
先行ログ: Write-Ahead Logging の日本語名。実データの書き込み前に必ずログへ記録して、障害時に回復を可能にする手法。
ログ: データ変更の履歴を時系列で記録する仕組み。回復・監査の基礎になる。
Undo: 誤操作や途中の障害で生じた変更を元に戻すための取り消し情報・機構。
Redo: Undoで取り消された変更を再度適用するための記録・機構。
同時実行制御: 複数のトランザクションが同時に動作しても整合性を保つための仕組み。
楽観的ロック: 競合が起こりにくい状況で、処理を進めて後で整合性を検証する方法。
悲観的ロック: 競合を避けるため、初期段階でデータにロックをかけてから処理を進める方法。
整合性: データが定義された制約やルールを満たし、矛盾がない状態。
不可分性: 処理を途中で分割せず、全体を一つの不可分な単位として完了させる性質。
障害回復: システム障害後にデータを回復し、整合性を回復する仕組み。
分散トランザクション: 複数のデータベースにまたがる一連の処理を一つのトランザクションとして管理する技術。