原理

Pegasus 的数据分布策略采用了固定 Hash 分片，同一个 HashKey 的数据总是存储在同一个 Partition 中，即在单节点内的同一 Replica 中。同时，同一个 Replica 的写操作在 server 端总是串行执行的。因此对于同一 HashKey 下的数据操作，可以很方便地实现原子语义。

对于写操作，譬如 multiSet 和 multiDel，单个操作中对多个 SortKey 同时 set 或者 delete，原子语义很容易理解，要么同时成功，要么同时失败，所以这两个操作属于单行原子操作。

这里重点介绍另一类操作：先读后写，并且写操作依赖读的结果。这类操作的特点就是：它们是非幂等的，即同一个操作如果重复执行，造成的结果（包括数据实际的更新情况、返回给用户的结果）可能是不同的。原子增减和 CAS 操作都属于这类。 Pegasus 能保证这类操作的原子性和一致性，因为：

同一个 HashKey 的数据总是存储在同一个 Replica 中
同一个 Replica 的写操作在 server 端总是串行执行的
同一个操作保证执行且只会执行一次，即使发生数据迁移、宕机恢复等情况

由于非幂等特性，这类操作会和 Pegasus 的另外一些特性冲突，譬如跨机房同步。所以我们在 1.10.0 版本中还提供了一个配置项，用于配置集群是否允许非幂等操作，如果配置为 false，则所有非幂等操作都会返回ERR_OPERATION_DISABLED：

[replication]
    allow_non_idempotent_write = false

原子增减

虽然 Pegasus 的 value 不支持 schema，但是我们依然提供了原子增减操作，类似 Redis 的 incr命令，Pegasus 接口参见 incr。

语义解释

由于存储引擎 RocksDB 只能存储字节串类型的 value，所以在 incr() 的时候会先将读取出 value 字节串，转换为 int64 类型（转换方式就是简单的 String-to-Int），譬如字节串"12345"就会转换为数字 12345。完成incr()操作后，得到的结果会重新转换为字节串，然后存储为新值
字节串转换为 int64 时可能出错，譬如不是合法的数字、超过 int64 的范围等，都会返回失败
如果原 value 不存在，则认为原始值为 0，再执行incr()操作
操作数increment可以为正数也可以为负数，所以一个incr()接口就可以实现原子增或者原子减
TTL：如果原 value 存在，则新值和原值的 TTL 保持一致；如果原 value 不存在，则新值在存储时不设 TTL

CAS 操作

另一类很有用的原子操作就是 CAS（Compare-And-Swap）操作。基于 CAS 操作，可以实现很多高级的并发特性，譬如分布式锁。

Pegasus 提供了 check_and_set 的 CAS 操作，其语义就是：根据 HashKey 的某一个 SortKey 的 value 是否满足某种条件，来决定是否修改另一个 SortKey 的值。将用于判断条件的 SortKey 称之为CheckSortKey，将用于设置值的 SortKey 称之为SetSortKey。对应地，CheckSortKey 的 value 称之为CheckValue，SetSortKey 要设置的 value 称之为SetValue。参见 checkAndSet，以及其扩展版本 checkAndMutate 和 compareExchange。

语义解释

只有当CheckValue满足指定的条件时，才会设置SetSortKey的值
需要满足的条件类型通过CheckType指定，有的CheckType还需要指定操作数CheckOperand。目前支持的类型包括：
- 判断CheckValue的 存在性：是否存在、是否为空字节串等
- 字节串比较：将CheckValue与CheckOperand按照字节序比较，看是否满足<、<=、==、>=、>=关系
- 数字比较：类似于 incr操作，先将CheckValue转换为int64，再与CheckOperand比较，看是否满足<、<=、==、>=、>=关系
CheckSortKey和SetSortKey可以相同，如果相同，就是先判断旧值是否满足条件，满足的话就设置为新值
可以通过选项CheckAndSetOptions.returnCheckValue指定返回CheckValue的值
可以通过选项CheckAndSetOptions.setValueTTLSeconds指定SetValue的 TTL

为了方便使用，Pegasus Java Client 还提供了 compare_exchange 接口：当 HashKey 的某个 SortKey 的 value 按照字节串比较等于用户指定的ExpectedValue时，就将其 value 更新为用户指定的DesiredValue。从语义上来看，compare_exchange 是 Compare-And-Swap 的一种特殊形式。接口参见 compareExchange。

compare_exchange 其实是 check_and_set 的特化版本，即：

CheckSortKey和SetSortKey相同
CheckType为CT_VALUE_BYTES_EQUAL