最近在研究關(guān)于系統(tǒng)的基于日志的故障恢復(fù)，無意間在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一篇論文中對于系統(tǒng)日志模型的精彩論述，翻譯過來并附上我的思路：
『
一個系統(tǒng)是一個具有明顯的邊界的實體，它根據(jù)一定的輸入，自身運行邏輯及系統(tǒng)的內(nèi)部時鐘變化來產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。
所謂“明顯的邊界”是指系統(tǒng)所產(chǎn)生的輸出是明確而無二義性的。我們稱這個邊界為系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范（specification）。一個系統(tǒng)通過與其所處環(huán)境進(jìn)行交互，從而獲取輸入并產(chǎn)生輸出。一個系統(tǒng)可以被拆解為不同的子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)通常被稱為系統(tǒng)模塊（system components），每個模塊又獨立地成為一個系統(tǒng)，作為一個系統(tǒng)，這個模塊又會和它的相關(guān)環(huán)境進(jìn)行交互（比如，一個更大的系統(tǒng)中的其他的模塊組件）來獲取輸入并產(chǎn)生輸出，這些模塊還可以繼續(xù)被分解為更小的子系統(tǒng)。
一個系統(tǒng)可以被建模為一個狀態(tài)機（state machine），其中的狀態(tài)包含了系統(tǒng)所持有并處理的數(shù)據(jù)。這些狀態(tài)的遷移被分為兩大類：由系統(tǒng)內(nèi)部邏輯所觸發(fā)且對外部環(huán)境透明的遷移和直接與外部環(huán)境相接觸的遷移。前者的例子如內(nèi)存數(shù)據(jù)和寄存器數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，內(nèi)存中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重組。第二種遷移的例子包含了各種各樣的系統(tǒng)和環(huán)境之間的交互，一般來說，如果這個過程能被建模成系統(tǒng)的I/O操作，則應(yīng)屬于這一類別。因此，一個消息內(nèi)容的形成是一個或多個第一類別狀態(tài)遷移的結(jié)果，但將消息輸出到系統(tǒng)的環(huán)境則是屬于第二類遷移。
第二類別的狀態(tài)遷移可以捕獲交互事件（interaction events），或者簡單的事件（events）。這些事件可以由系統(tǒng)外部的觀察者（observer）來獲取。顯然，這里的事件是消息、信號、數(shù)據(jù)及其內(nèi)容以及一切系統(tǒng)和其環(huán)境交互（如機器人運動手腳，報警器報警，打印機打印等等）的發(fā)送和接受的模型。此外事件還可以用來描述系統(tǒng)缺乏交互的時間，比如一個計時器在日志中輸出系統(tǒng)的空閑時間等。
當(dāng)一個大的系統(tǒng)被拆分成多個模塊時，每個模塊都被賦予了整個系統(tǒng)所處理數(shù)據(jù)的一部分，正因為模塊和模塊間的接口銜接和數(shù)據(jù)感知，一些原來屬于第一類別的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，因為系統(tǒng)的拆分在更低的層次上變成了第二類別，成為系統(tǒng)和環(huán)境之間的交互。
對于一個特定的系統(tǒng)，他對于輸入的形式和獲取時間是不可預(yù)知的，但是這個系統(tǒng)卻應(yīng)該能夠做到根據(jù)一個特定的輸入以及系統(tǒng)當(dāng)前的特定狀態(tài)獲取一個特定的輸出。因此系統(tǒng)的執(zhí)行可以被建模為狀態(tài)轉(zhuǎn)換序列，每個狀態(tài)的輸入是一個不確定性事件。為了記錄日志并做到故障恢復(fù)，我們還應(yīng)做到能夠在環(huán)境中捕獲這個不確定性事件輸入。
此外，在系統(tǒng)與系統(tǒng)間進(jìn)行交互式，事件的傳遞時間也應(yīng)該是不確定性的。
』
怎樣用日志來預(yù)防系統(tǒng)崩潰，在崩潰后如何還原系統(tǒng)，我想關(guān)鍵問題就是怎么做好內(nèi)存的快照，這樣，在斷電重啟后可以通過日志來還原內(nèi)存的信息這樣第一步就是確認(rèn)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，哪些是必不可少的。確定系統(tǒng)恢復(fù)的粒度，按照子系統(tǒng)的分割和事件的記錄來進(jìn)行replay，根據(jù)子系統(tǒng)的劃分，可以找出每個子系統(tǒng)中第二類別的事件進(jìn)行記錄。
以向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提交作業(yè)為例，實際上在整個作業(yè)提交的過程中，每個層次都要做到可以在失敗的情況下重現(xiàn)，這個功能在完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和集群批處理系統(tǒng)中當(dāng)然已經(jīng)很完善。但如果是針對web系統(tǒng)的作業(yè)提交，則需要針對Web的作業(yè)持久方案，做一個日志恢復(fù)處理。需要特別指出的是，對于數(shù)據(jù)的查詢是不需要做備份的。
在具體實現(xiàn)上，我想應(yīng)該包括：日志記錄，故障檢測，日志持久三個部分。一份日志就是一個對于系統(tǒng)檢查點（checkpoint）的連續(xù)記錄。日志記錄者負(fù)責(zé)記錄日志到日志持久者，故障檢測器隨時監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)故障后，從日志持久者中讀取日志，進(jìn)行replay.
@2008 楊一. 版權(quán)所有. 保留所有權(quán)利