第一卷少年游 第八十八章异步 (第1/3页)

    第二天早晨，顾老师没有给十五个人发新题，只让他们把前一天下午没做完的那道电磁问题带回来。

    黑板上还是那张已经被他拆得很难看的区域图：边界弯弯曲曲，材料性质在不同位置也不一样，原先那些能让计算一下子变漂亮的对称条件几乎全被拿掉了。昨天江遥最后留下的想法，是把整个区域拆成许多小块，每一个小块只处理附近的信息，再让相邻区域彼此传递结果。她回宿舍以后又想过一阵，觉得这个办法至少有一个很直观的好处：如果一张巨大的地图难以一次看清，也许可以让许多人各守一小块地，每个人只和邻居交换消息，最后慢慢拼出整张地图。

    顾老师开课以后却没有让他们继续算，而是在黑板上画了六个圆点，用线把相邻的点连起来。

    “现在不谈电磁。”他说，“假设这六个人各自有一个数字，而且谁也看不见全局。每个人只能和直接相连的邻居说话。我们希望过一段时间以后，他们都得到同一个数，这个数接近六个人最初数字的平均值。你们会怎么做？”

    这个问题一下子简单了许多。有人马上说，每个人把自己的数字告诉邻居，再取平均；下一轮继续交换，反复做下去，差距就可能越来越小。顾老师让他们真的试。六个人各代表一个点，把自己的数字写在纸上，每一轮只允许看左右相邻者，再更新一次。开始时有人是二，有人是十九，有人是负三，几轮以后，最大的数开始往下走，最小的数开始往上走，原来相差很大的六张纸渐渐靠到一起。

    韩思遥不在核心组，这种课堂少了她一句“大家最后都变得没个性了”，反倒让江遥觉得有点安静。她看着那些数字逐渐接近，很容易理解这里发生了什么：没有任何人知道六个数的总和，也没有一个中央裁判负责计算平均值，可每个人只根据局部邻居做一点调整，整体依然可能慢慢达成一致。

    顾老师等他们做完，忽然问：“如果不是所有人同时更新呢？”

    有人抬头。

    “什么意思？”

    “刚才我喊一、二、三，你们一起看邻居，一起算，一起写新数。现在不喊了。有人算得快，有人算得慢；有人这轮已经写了新数，旁边那个人还拿着上上一轮的数据。消息传过去也可能晚一点。还会不会收敛？”

    教室里一下安静下来。

    江遥第一反应觉得应该还是会，只不过慢一些，可真正模拟起来马上出了问题。六个人不再统一听口令，而是各自按照自己“收到”的最新数字更新。有人两秒一次，有人五秒一次，顾老师还故意扣下一两张传递纸条，隔一会儿才递出去。整个过程立刻变得混乱：某个人刚把自己的值往十调整，邻居却还拿着他几分钟前的五继续计算；另一个人连续更新两次后，旁边的人才收到第一条消息。纸面上再也没有整齐的一轮、一轮，只有一串互相穿插的变化。

    “现在谁能告诉我这是第几轮？”顾老师问。

    没人能回答。

    因为“第几轮”这个东西已经不存在了。

    江遥突然觉得这个变化比前面的计算本身更有意思。刚才所有人同时更新时，他们其实偷偷拥有了一个全局时钟。虽然没有人知道全局数值，却至少知道现在大家都在进行同一步。这个条件太自然，以至于第一遍做题的时候几乎没人把它当成条件。等顾老师把统一节奏拿掉，他们才发现，所谓“只靠局部信息”还远远不够；你甚至不能默认别人和你生活在同一个时刻。

    六个人又试了几轮。数值仍然有逐渐接近的趋势，但速度明显慢了，有时还会短暂往反方向走。一个节点刚接近大家，收到一条迟到的旧消息以后又被拉开。许观澜提出给每条消息加上时间标记，至少让接收者知道这是不是旧信息；陆徊则说，如果所有旧消息都直接丢掉，会不会有些节点因为网络太慢，长时间几乎不参与。简宁很快发现，真正的问题已经不是“怎么算平均值”，而是“在不知道别人什么时候更新、消息什么时候到的情况下，什么规则还能保证大家最后不要彻底跑散”。

    江遥开始在灰色本子上画时间线。

    她没有急着写公式，只画六条横线，每一条代表一个节点。某条消息从第一条线上发出，过了一段时间才落到第三条线上；另一条消息稍晚发出却先到。图画完以后，原本看起来抽象的“异步”突然变得像生活里极常见的事：两个人同时给第三个人发消息，先发的不一定先被看见；一个人正在依据旧信息做决定时，另一个人的状态可能已经变了。

    顾老师这时才在黑板角落写下“异步”两个字。

    他没有讲任何正式定义，只说：“真实系统经常没有一个人站在外面喊一、二、三。不同部分各做各的，消息也有延迟。如果一个办法只有所有人同时动作才成立，那它能用的地方会少很多。”

    江遥抬头看着黑板，脑子里却忽然闪过很多并不属于这堂课的东西。蚂蚁不会等全体集合后再统一出发，鸟群转弯时也不可能先召开一次会议；城市里的五个传感器更不会保证每一秒都同时上传；甚至她和原既白现在的聊天，也越来越不像以前那样有一段完整、同步的晚上。她发出一句话时，他可能正在考试；他凌晨做完实验后留下的结果，她第二天早晨才看到。两个人并没有因此“失去联系”，只是联系早就不再依赖同一个时刻。

    这个联想很快被她压下去。课堂上的问题首先还是课堂上的问题。

    上午后半段，十五个人被分成三组，每组都要设计一套在这种“没人统一喊口令”的情况下仍能工作的局部规则。江遥所在这一组很快提出一个直观方案：每个节点收到邻居新值后，不直接替换自己的数，而只往对方靠一点；消息越旧，影响越小。这样就算偶尔收到迟到信息，也不至于一下把自己拖回很远。

    第一次模拟效果不错。

    第二次，顾老师让一个节点断开了三分钟。

    剩下五个仍然逐渐接近，等那个失联节点重新接入以后，系统又开始调整。江遥原以为这是好事，可很快发现另一个问题：失联节点带回来的是一个和其他人差距很大的旧值，它重新加入以后，相当于整个系统突然又被塞进一块过去。大家当然可以慢慢把它拉回来，可如果节点不断掉线、重连，所谓“最终一致”就变得越来越难判断。

    沈策说：“那就把掉太久的人权重降低。”

    方禾马上反问：“降低多少？如果掉线的是最重要的数据呢？”

    “数字哪有重要不重要？”

    “现在是平均值没有。换成别的问题就有。”

    江遥没有参加这两句争论，她正看着那条重新接入的时间线。她忽然想到，如果一个系统允许局部不断加入、退出，可能真正应该追求的就不是“某一刻所有人完全一样”。在持续变化的世界里，绝对一致或许本身就是不现实的目标。更有意义的问题可能是：即使每个人看到的都是稍微不同、稍微滞后的世界，整体是否还能保持在一个不会失控的范围内？

    她把这个想法说出来以后，简宁先皱眉：“那不是降低标准吗？”

    “也可能是换标准。”江遥说，“如果系统永远在动，你要求所有人任何时候都完全一样，可能本来就做不到。比如一群人往前走，每个人的位置肯定不一样，但可以保持同一个大方向。”

    陆徊说：“那得先定义多不一样还算没散。”

    “对。”

    几个人又绕回计算。

    顾老师一直到最后才点评。他没有宣布谁的方案最好，只指出三组都犯了一个相似错误：一开始大家总想恢复那个已经被拿掉的中央节奏，给消息编号、补时钟、等待慢节点，本质上都在试图重新制造“大家一起走”的条件。这些办法有时当然必要，但如果系统规模足够大、延迟无法控制，等最慢的人本身就会变成代价。

    “有时候，”他说，“你们不是要把现实改造成一个同步系统，而是要学会在不同步里工作。”

    这句话让江遥在灰色本子上停了很久。

    她没有抄。

    因为它太像一句适合被单独划线的话，她现在对这种句子已经本能地有点警惕。她只把上午那六条时间线继续补完整，在旁边写下两个问题：**什么时候必须等别人？什么时候不等也可以继续？**

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    原既白那边，几乎在同一周遇到了一个更加难看的版本。

    自动测试

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