34、Transactuations：让事务与物理世界相遇

Transactuations：让事务与物理世界相遇

1. 引言

构建与物理世界交互的可靠物联网（IoT）应用程序颇具挑战。当前的IoT解决方案，如Smartthings和OpenHAB，虽提供了简单抽象，便于开发者读取传感器数据和驱动执行器，但缺乏编写可靠且容错应用程序的高级抽象。这使得开发者不仅要处理物理世界中的各类故障，还要确保应用程序状态（软状态）和IoT设备状态（硬状态）之间的一致性。

例如，当激活警报的操作失败时，应用程序中的警报状态可能已被设置为开启，导致物理世界和应用程序状态不一致。此外，使用无服务器函数运行IoT应用程序进一步加剧了可靠性问题，因为无服务器计算基础设施可能随时终止应用程序，使硬状态操作和软状态操作不一致。

事务似乎是解决这些问题的合适机制，但由于IoT设备及其硬状态的固有特性，事务抽象无法解决这些问题。事务抽象适用于确保软状态之间的隔离性和全有或全无保证，且能轻松回滚软状态而不被其他事务或用户察觉。然而，回滚硬状态可能会产生不良后果，甚至有些状态无法回滚。

为此，本文提出了一种名为“transactuation”的抽象，它隐藏了处理各种故障的复杂性，使开发者能够轻松维护软状态与硬状态读写的一致性。同时，本文还提供了一个名为Relacs的运行时系统，它在智能家居环境中实现了这一抽象，将应用程序转换为无服务器函数，并在云端可靠执行。

本文的主要贡献如下：
1. 对智能家居应用程序进行研究，通过静态分析，识别现有平台在编写可靠和容错应用程序方面的不足。
2. 提出transactuation抽象，使开发者能够简单地编写可靠的IoT应用程序。
3. 实现Relacs运行时系统，在不回滚