Можешь объяснить назначение и ключевые различия между методами `findOneAndUpdate()`, `findOneAndDelete()` и `findOneAndReplace()` в MongoDB, а также описать сценарии, где атомарные операции вроде этих предпочтительнее отдельных операций чтения и записи?

Обзор

Эти три метода — это атомарные операции в MongoDB — они находят и изменяют документ в одном, неразрывном шаге, возвращая либо исходный, либо обновлённый документ.

Что делает каждый метод

• findOneAndUpdate() — находит документ и применяет обновление (например, увеличивает поле или изменяет значение)
• findOneAndDelete() — находит документ и удаляет его из коллекции
• findOneAndReplace() — находит документ и полностью заменяет его новым документом

Ключевые общие особенности

• Все три принимают фильтр для выбора конкретного документа
• По умолчанию они возвращают исходный документ до изменения
• findOneAndUpdate() и findOneAndReplace() принимают опцию returnDocument со значением "after", чтобы вместо этого вернуть обновлённую версию

Почему стоит использовать атомарные операции

Когда чтение и запись выполняются отдельными шагами, другой процесс может изменить тот же документ между этими двумя операциями — это называется race condition.

Атомарные операции решают эту проблему, объединяя оба шага в один, гарантируя, что никакая другая операция не вмешается.

Практические сценарии

• Управление инвентарём — уменьшить остаток и получить обновлённое количество за один шаг, исключая перепродажу
• Очереди задач — атомарно захватить следующую доступную задачу, чтобы два воркера не взяли одну и ту же
• Генерация токенов — получить и инвалидировать одноразовый токен одновременно

Пример

Это гарантирует, что проверка и уменьшение остатка происходят вместе, что делает операцию безопасной при конкурентной нагрузке.