3、不可变架构与分布式系统通信问题解析

不可变架构与分布式系统通信问题解析

1. 不可变数据结构与结构共享

不可变数据结构有着独特的优势。如果线程可以修改数据结构，那么某些优化将无法实现。当两个版本的树共享结构时，它们会对修改变得敏感。而正是因为我们约定不修改节点，才能够实现结构的深度共享。不可变特性使得结构共享成为可能，而结构共享又优化了不可变特性。

2. 两将军问题

2.1 问题背景

想象一座被围困的城市，城墙内防御坚固，直接进攻几乎会失败。城外有两支军队，成功切断了城市的补给线。东西两侧军队的将军通过侦察兵、间谍和信使不断观察局势，当城市防御足够薄弱时，他们将准备次日进攻。但两支军队被敌方领土隔开，只能通过不可靠的信使传递消息，任何消息都可能丢失，信使可能被杀或被俘。

2.2 通信困境

若西部将军认为城市已足够薄弱，准备进攻并派信使通知东部将军次日早上进攻。若信使安全到达，东部将军会准备并一同进攻，进攻可能成功；但若信使被杀或被俘，消息未送达，西部军队次日独自进攻会被摧毁，围城失败。所以西部将军在早上进攻前必须确认消息已被收到。

2.3 预安排协议

为确保消息被收到，西部将军要求东部将军派信使确认收到消息。若西部将军在早上前收到确认，可自信进攻；若未收到，将取消进攻。但此协议对东部将军无效。若东部将军收到进攻消息并回复确认，若确认消息丢失，西部将军不会进攻，东部将军若在未确认西部将军收到确认的情况下进攻，军队可能被击败。

2.4 减少不确定性的尝试

• 增加信使数量 ：发送更多信使，虽然两条消息都丢失的概率小