簡談多程序架構和服務器群之二， 兼與懶網討論

我們把前文問題簡化為一個軟件在更新後重新起動的時候，需要其作用不被間斷， 這樣的問題我們在上文中指出在很多時候都有實際需求。 懶網提出用雙子星架構來解決這個問題。 採用過程是：A -> A' with alias B, B kills A, B deletes A, B copies itself to B', B' renames alias B to A'。  

我們把一個已經啟動的程序叫作它的 image 。就是它的機器碼已經加載在一定的已經 allocated 好的 memory 內並在執行。 它的原碼改動之後，可以再編譯成一個新的可執行文件，假設還是叫 XX。EXE。 你可以再起動它，這樣就有兩個同名, 但內容不同,  彼此獨立的 images 在跑。 但是，如果這兩個images 都要占用機器的某些不可以共享的資源，或者是機器容量不足以容納這兩個images同時在跑，那麼顯然是有問題。 其他問題根據具體軟件其實還有，不過這裡先放過.   如果我們先把舊的image 殺掉，再讓新的 image 起來。就沒有資源和容量問題，它們可以共享一個獨立運行的數據庫沒有問題。但是，對於有 real time 數據進來的程序，這就至少會失去在等待新程序起來的時間內進來的數據。傳統上解決這個問題的方法是再用一個控制軟件來控制這樣的程序，不管兩個程序是否同名。這個控製程序我們叫它 Director。Director只是一個小程序，它一般做成象計算機的一個 built in 的服務。它永遠是在運行的。 它管理這些程序的啟動和下去。並接受新image 上來之前的數據。以傳給新的image， 這樣就至少不會失去數據，即使可能處理不及時。

我說過，在做自動化控制的時候，軟件不但要同時控制多個程序，還要控制多個在協作運行的機器。 這些機器和自帶的控製程序還來自不同的廠家.   任何一個程序都可能當掉，下面我們看到連專業服務器群都可能當掉，所以任何架構都不是保險的。我們的一個底線就是要晶圓不掉下來和不碎。我們的設備是提供給英特耳的，那裡正在處理中的一個晶圓可能價值很多萬刀，我們有句話說，如果晶圓掉下來，那意味着我們的飯碗也掉下來。許多問題，在實際運行中才能發現，不是如同想象的那麼好做。

這樣的架構和概念發展成服務器群。一個目的是這些服務器可以同時運行做一樣的工作。這樣來支持多用戶。另一個目的就是在某一個服務器，特別是某些專門的服務器需要重新啟動或者是當掉的時候，對外的服務不被中斷。有一個專門的服務器來管理整個服務器群，就是我們提到的 Director. 基本上，所有重要的服務都用服務器群，以免服務不被中斷。

就在幾年以前，我們曾用過專業的服務器群來提供網絡電話的開發和測試，理論上不會失去數據，但在服務器轉換的時候依然會失去real time 數據，我們的程序都沒有看見數據進來。但處於同一個實驗室的測試用戶確實打了電話。我們都無法找到數據在那裡丟失的.  我們甚至經常可以看到一些著名IT公司的服務都會斷掉，就是說整個服務器群都當掉了。

為什麼任何軟件和機器都會出問題呢， 那就涉及到更深層的原因了。因為當前我們常見的民用計算機如 PC，服務器。和程序語言如 C，C++, C#, Java 還有相應的編譯器，等等，它們在設計上都是容許出錯 runtime error 的。墨非定律。如果它可能出錯，那麼它一定出錯。 不管你怎麼改都沒有用的。那麼有沒有從設計開始就不容許出錯的語言，編譯器和計算機呢，當然有的。不過就不在本文範圍之內了。

註： 本文全憑記憶和個人經驗。 如有錯誤，歡迎指正。