Как реализовать атомарность операций при переводе средств между счетами

Что проверяют

Понимаете ли вы, что атомарность даёт транзакция базы, а не блокировка в Python, и видите ли три проблемы сразу: частичное списание, гонку двух переводов с одного счёта и взаимную блокировку. Следом спрашивают, что делать, если счета живут в разных сервисах.

Как отвечать

• одна транзакция: списание и зачисление в одном блоке. В Django это with transaction.atomic():, в SQLAlchemy with session.begin():, в psycopg 3 with conn.transaction():. Исключение внутри откатывает всё;
• проверка баланса без гонки: UPDATE accounts SET balance = balance - %s WHERE id = %s AND balance >= %s, и если rowcount == 0, денег не хватило, откат. Альтернатива: SELECT ... FOR UPDATE обоих счетов, затем проверка и два UPDATE;
• порядок блокировок: блокируйте счета всегда по возрастанию id, иначе встречные переводы A→B и B→A поймают дедлок. PostgreSQL его разорвёт, откатив одну из транзакций, но лучше не доводить;
• повторы: при дедлоке или ошибке сериализации на SERIALIZABLE транзакцию повторяют целиком, с ограничением числа попыток;
• идемпотентность: у перевода есть ключ от клиента, уникальный индекс не даст провести его дважды при повторной отправке;
• деньги: NUMERIC в базе и Decimal в Python, копейки целым числом тоже годятся. Плюс CHECK (balance >= 0) как последняя страховка.

Хорошо добавить, что в серьёзных системах баланс не перезаписывают, а ведут журнал проводок по двойной записи: каждая операция это пара строк с дебетом и кредитом, в сумме дающих ноль. Для счетов в разных сервисах двухфазный коммит почти не используют, берут сагу с компенсирующими операциями и outbox.

Где спотыкаются

Ставят threading.Lock. Он защищает только внутри одного процесса, а у gunicorn несколько воркеров, серверов тоже обычно больше одного, так что гонка остаётся.

Считают деньги во float. 0.1 + 0.2 не равно 0.3, и расхождения в копейках всплывают на сверке.

Делают SELECT balance, проверяют сумму в Python и потом UPDATE без блокировки. Между чтением и записью второй перевод успевает списать те же деньги, и счёт уходит в минус.