考慮下述Python代碼片段。對文件中的數據進行某些操作，然后將結果保存回文件中：

代碼如下:
with open(filename) as f:
   input = f.read()
output = do_something(input)
with open(filename, 'w') as f:
   f.write(output)

看起來很簡單吧？可能看起來并不像乍一看這么簡單。我在產品服務器中調試應用，經常會出現奇怪的行為。
這是我看過的失效模式的例子：
失控的服務器進程溢出大量日志，磁盤被填滿。write()在截斷文件之后拋出異常，文件將會變成空的。
應用的幾個實例并行執行。在各個實例結束之后，因為混合了多個實例的輸出，文件內容最終變成了天書。
在完成了寫操作之后，應用會觸發一些后續操作。幾秒鐘后斷電。在我們重啟了服務器之后，我們再一次看到了舊的文件內容。已經傳遞給其它應用的數據與我們在文件中看到的不再一致。
下面沒有什么新的內容。本文的目的是為在系統編程方面缺少經驗的Python開發者提供常見的方法和技術。我將會提供代碼例子，使得開發者可以很容易的將這些方法應用到自己的代碼中。
“可靠性”意味著什么？
廣義的講，可靠性意味著在所有規定的條件下操作都能執行它所需的函數。至于文件的操作，這個函數就是創建，替換或者追加文件的內容的問題。這里可以從數據庫理論上獲得靈感。經典的事務模型的ACID性質作為指導來提高可靠性。
開始之前，讓我們先看看我們的例子怎樣和ACID4個性質扯上關系：
原子性(Atomicity)要求這個事務要么完全成功，要么完全失敗。在上面的實例中，磁盤滿了可能導致部分內容寫入文件。另外，如果正當在寫入內容時其它程序又在讀取文件，它們可能獲得是部分完成的版本，甚至會導致寫錯誤
一致性(Consistency) 表示操作必須從系統的一個狀態到另一個狀態。一致性可以分為兩部分：內部和外部一致性。內部一致性是指文件的數據結構是一致的。外部一致性是指文件的內容與它相關的數據是相符合的。在這個例子中，因為我們不了解這個應用，所以很難推斷是否符合一致性。但是因為一致性需要原子性，我們至少可以說沒有保證內部一致性。
隔離性(Isolation)如果在并發的執行事務中，多個相同的事務導致了不同的結果，就違反了隔離性。很明顯上面的代碼對操作失敗或者其它隔離性失敗都沒有保護。
持久性(Durability)意味著改變是持久不變的。在我們告訴用戶成功之前，我們必須確保我們的數據存儲是可靠的并且不只是一個寫緩存。上面的代碼已經成功寫入數據的前提是假設我們調用write()函數，磁盤I/O就立即執行。但是POSIX標準是不保證這個假設的。
盡可能使用數據庫系統