事务模式通过“全或无”语义确保异常安全，核心是分离可能失败的操作与不可逆提交。1. 利用复制并交换实现赋值操作的强异常安全；2. 通过记录回滚动作并在析构时条件执行，保障复杂操作的原子性；3. 适用于多资源管理与状态同步，但需注意性能及回滚逻辑的noexcept要求。
在C++中处理异常安全时，事务模式是一种非常有效的设计思路。它的核心思想是：操作要么完全成功，要么完全回滚，不留下任何中间状态。这种“全或无”的语义特别适用于资源管理、对象状态变更或多个操作需要保持一致性的场景。
事务模式的基本原理
事务模式通过“记录操作”或“延迟提交”的方式，确保在异常发生时可以安全回滚。它通常结合RAII（资源获取即初始化）和作用域控制来实现。
常见实现方式包括：
- 操作记录 + 回滚机制：在执行修改前记录原始状态，若异常发生则恢复。
- 双缓冲或副本操作：先在副本上完成所有修改，确认无异常后再提交到原对象。
- 提交/回滚接口：提供commit()和rollback()方法，由外部控制是否最终生效。
使用副本实现异常安全赋值
一个典型的事务模式应用是实现强异常安全保证的赋值操作。例如自定义容器类的operator=：
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class SafeContainer {
std::vector data;
public:
SafeContainer& operator=(const SafeContainer& other) {
// 1. 在栈或临时对象上完成可能抛异常的操作
SafeContainer temp(other); // 复制构造，可能抛异常
// 2. 交换数据（noexcept操作）
data.swap(temp.data);
// 3. 原数据随temp析构自动释放
return *this;
}
};
这个实现被称为“复制并交换”（copy-and-swap），是事务模式的经典应用。如果复制过程抛出异常，原对象完全不受影响。
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手动回滚的事务管理
对于更复杂的操作序列，可以显式实现事务控制：
class Transaction {
std::vector> rollbacks;
public:
template
void execute(F&& modify, R&& rollback) {
modify(); // 执行修改
rollbacks.push_back(std::forward(rollback));
}
~Transaction() {
if (std::uncaught_exceptions() > 0) {
// 异常活跃，执行回滚
for (auto it = rollbacks.rbegin(); it != rollbacks.rend(); ++it) {
(*it)();
}
}
}
void commit() { rollbacks.clear(); } // 明确提交，取消回滚
};
使用示例：
void update_shared_state() {
Transaction tx;
tx.execute(
[] { g_resource1.acquire(); },
[] { g_resource1.release(); }
);
tx.execute(
[] { g_resource2.allocate(); },
[] { g_resource2.deallocate(); }
);
// 若前面任意操作抛异常，析构时自动回滚
tx.commit(); // 全部成功，取消回滚计划
}
应用场景与注意事项
事务模式适用于：
- 多资源获取（避免死锁或部分获取）
- 对象状态批量修改
- 持久化数据更新（内存+文件）
- GUI状态同步
但也要注意：
- 性能开销：副本或日志可能带来额外成本
- 回滚逻辑必须是noexcept，否则可能引发std::terminate
- 某些操作无法完美回滚（如网络请求）
基本上就这些。事务模式让C++代码在面对异常时更加稳健，关键是把“可能失败的操作”和“不可逆的提交”分开处理。设计时多考虑“如果现在崩溃，系统是否一致”，就能写出更安全的代码。
