北京時(shí)間7月3日消息，《連線》雜志近日刊載文章稱，當(dāng)上周六出現(xiàn)“閏秒”時(shí)，包括社交新聞聚合網(wǎng)站Reddit在內(nèi)的多家網(wǎng)站都遭遇了故障。文章對(duì)這種所謂的“閏秒故障”進(jìn)行了剖析，并列出了一些解決方案，其中包括將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議暫停一秒鐘，以及谷歌所采取的“l(fā)eap smear”(閏秒彌補(bǔ))的方法等。
以下是這篇文章的全文：
上周六晚上，當(dāng)“閏秒故障”(leap second glitch)導(dǎo)致社交新聞聚合網(wǎng)站Reddit受創(chuàng)時(shí)，詹森·哈維(Jason Harvey)并未認(rèn)識(shí)到這是“閏秒故障”。他原本以為那是與亞馬遜云服務(wù)大規(guī)模中斷相關(guān)的某種類型的互聯(lián)網(wǎng)減速，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)上一些最流行的服務(wù)在不到24個(gè)小時(shí)以前均遭遇了技術(shù)故障。
“那看起來(lái)就像是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行表現(xiàn)很差的樣子�！惫S說(shuō)道，他是管理Reddit運(yùn)作的系統(tǒng)管理員之一�！霸趤嗰R遜宕機(jī)的情況下，出現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題是說(shuō)得通的�！�
但在大約半個(gè)小時(shí)以后，哈維和他的團(tuán)隊(duì)在對(duì)故障進(jìn)行追蹤以后發(fā)現(xiàn)，Reddit自身運(yùn)行開(kāi)源Linux操作系統(tǒng)的機(jī)器出現(xiàn)了問(wèn)題。由于未能進(jìn)行正確調(diào)試以適應(yīng)“閏秒”變動(dòng)的緣故，這些服務(wù)器幾乎陷入了停止?fàn)顟B(tài)。閏秒是對(duì)“協(xié)調(diào)世界時(shí)”(UTC)所做出的基本調(diào)整，目的是使其與太陽(yáng)時(shí)間保持同步，但這多出來(lái)的一秒鐘給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器帶來(lái)了很大的問(wèn)題。
根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)速度，國(guó)際計(jì)量局會(huì)定期在年底或年中(也可能在季末)對(duì)協(xié)調(diào)世界時(shí)增加一秒鐘，使其能與地球自轉(zhuǎn)同步。這不會(huì)讓我們漸漸走向日落在早晨時(shí)發(fā)生，但可能會(huì)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中帶來(lái)問(wèn)題，原因是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要在時(shí)鐘里多加一秒，但系統(tǒng)本身不夠靈活，因此無(wú)法處理這多出來(lái)的一秒鐘。
在Reddit的例子中，這個(gè)問(wèn)題可被追蹤至Linux內(nèi)核中的一個(gè)故障，這是開(kāi)源Linux操作系統(tǒng)的核心。一個(gè)被稱為“hrtimer”——即高精度定時(shí)器的縮寫——的Linux子系統(tǒng)由于這種時(shí)間上的變動(dòng)而變得混亂，因此突然引發(fā)了服務(wù)器上的過(guò)度活動(dòng)，最終導(dǎo)致服務(wù)器中央處理器被鎖定。
Reddit只是在上周六受到“閏秒故障”影響的多家網(wǎng)站之一，美國(guó)博客媒體Gawker Media和Mozill等網(wǎng)站也都遭遇了同樣的故障;而且，這種問(wèn)題傾向于在每次出現(xiàn)“閏秒”調(diào)整時(shí)都會(huì)發(fā)生。舉例來(lái)說(shuō)，在2009年1月份，有報(bào)道稱閏秒導(dǎo)致Sun Microsystems的Solaris操作系統(tǒng)和甲骨文的軟件包都出現(xiàn)了問(wèn)題。
“幾乎每一次出現(xiàn)閏秒時(shí)，我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)什么�！庇小癓inux之父”之稱的利納斯·托瓦爾德斯(Linus Torvalds)向《連線》雜志表示�！斑@真的是很煩人，因?yàn)檫@是代碼基本上無(wú)法運(yùn)行的一個(gè)經(jīng)典例子，因而在正常情況下用戶無(wú)法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。”
在今年3月份，黑客約翰·斯圖爾茨(John Stultz)為L(zhǎng)inux核心中的高精度定時(shí)器故障提供了一個(gè)補(bǔ)丁，但某些版本的Linux尚未進(jìn)行更新來(lái)加入這個(gè)補(bǔ)丁。斯圖爾茨周一并未對(duì)此置評(píng)，但據(jù)他在一個(gè)在線郵件列表中發(fā)布的內(nèi)容顯示，他曾討論過(guò)導(dǎo)致Reddit出現(xiàn)服務(wù)故障的問(wèn)題。
故障剖析
那么，這些服務(wù)器到底發(fā)生了什么事情呢?這是一件很復(fù)雜的事情。甚至就連利納斯·托瓦爾德斯也表示，如果想要真正理解到底發(fā)生了些什么，那么我們應(yīng)該與斯圖爾茨談?wù)劇５趯?duì)多名熟知這個(gè)問(wèn)題的人進(jìn)行訪談以后，我們對(duì)到底發(fā)生了什么有了一種很好的認(rèn)知。
高精度定時(shí)器是在一個(gè)應(yīng)用“睡眠”時(shí)被使用的子系統(tǒng)，它會(huì)等待操作系統(tǒng)完成某些其他的任務(wù)。在某些情況下，高精度定時(shí)器會(huì)為這些睡眠中的應(yīng)用設(shè)定一種鬧鐘，會(huì)在操作系統(tǒng)花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)處理其他工作時(shí)敲響。從斯圖爾茨在郵件列表中發(fā)布的內(nèi)容來(lái)判斷，當(dāng)閏秒發(fā)生時(shí)，這些高精度定時(shí)器會(huì)突然變得比核心操作系統(tǒng)提前一秒，因此就會(huì)開(kāi)始敲響那些鬧鐘，從而同時(shí)喚醒無(wú)數(shù)睡眠中的應(yīng)用，導(dǎo)致服務(wù)器的中央處理器超載。
不過(guò)，Reddit的情況則略有不同，這個(gè)網(wǎng)站的服務(wù)器運(yùn)行著一個(gè)名為Cassandra的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)是由Java編程語(yǔ)言構(gòu)建而成的，在Linux上運(yùn)行。就詹森·哈維所說(shuō)，在閏秒發(fā)生時(shí)，Cassandra無(wú)法暫停Java進(jìn)程，導(dǎo)致這些進(jìn)程陷入不斷旋轉(zhuǎn)的循環(huán)中，從而耗盡Reddit服務(wù)器的中央處理器功率。
到最后，Reddit通過(guò)重啟服務(wù)器的方式解決了這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)網(wǎng)站在大約30到49分鐘的時(shí)間里幾乎完全不能使用，在大約一個(gè)半小時(shí)里處于完全脫機(jī)的狀態(tài)。
在Reddit竭盡全力試圖解決Cassandra服務(wù)器問(wèn)題的同時(shí)，美國(guó)八卦網(wǎng)站Gawker的Tomcat服務(wù)器也遭遇了故障，Mozilla則面臨著與Hadoop服務(wù)器有關(guān)的問(wèn)題。Hadoop和Tomcat也都依賴于Linux平臺(tái)和Java技術(shù)，看起來(lái)這些服務(wù)器也都遭遇了同一個(gè)故障的侵襲。
與此同時(shí)，其他系統(tǒng)則在閏秒來(lái)臨的前一天遭遇了問(wèn)題。Linux等系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(Network Time Protocol)來(lái)與全球原子鐘進(jìn)行對(duì)接，從而對(duì)時(shí)間作出調(diào)整。在上周五，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議開(kāi)始向服務(wù)器發(fā)起警報(bào)稱，今年的閏秒即將來(lái)臨。據(jù)Opera Software系統(tǒng)管理員Marco Marongiu稱，至少有一部分Opera服務(wù)器在收到這一通知時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始被鎖定。這個(gè)問(wèn)題在一個(gè)Linux郵件列表中被討論過(guò)，目前還不清楚這個(gè)問(wèn)題與Reddit經(jīng)歷的高精度定時(shí)器問(wèn)題有多么密切的聯(lián)系。
下一次閏秒
我們不知道下一次閏秒將在何時(shí)發(fā)生，這要視地球的自轉(zhuǎn)速度有多快而定——這一速度既有可能減慢也有可能加快，具體要視潮汐、天氣和熔態(tài)金屬在地球核心的流動(dòng)而定。但是，當(dāng)下一次閏秒發(fā)生時(shí)，可能會(huì)帶來(lái)更多的問(wèn)題。
托瓦爾德斯指出，無(wú)論是在什么時(shí)候，如果時(shí)間被弄混，那么情況就很有可能會(huì)變得糟糕。開(kāi)發(fā)者可能會(huì)提前進(jìn)行測(cè)試，但很難預(yù)計(jì)現(xiàn)實(shí)世界中將會(huì)發(fā)生怎樣的事情�！伴c秒和夏令時(shí)間都是特別令人痛苦的事情，原因是它們會(huì)帶來(lái)更多的復(fù)雜性，在沒(méi)有嚴(yán)格規(guī)則約束的情況下變得隨機(jī)化。而在這兩種時(shí)間變動(dòng)中，閏秒更令人感到痛苦�！�
正如托瓦爾德斯所指出的那樣，將地球的實(shí)際自轉(zhuǎn)時(shí)間與原子鐘所衡量的時(shí)間同步起來(lái)是一件棘手的事情。但從整體上來(lái)說(shuō)，過(guò)去15年時(shí)間里科技行業(yè)并未很多次地經(jīng)歷過(guò)閏秒。事實(shí)上，加利福尼亞州圣何塞的利克天文臺(tái)(Lick Observatory)的程序員史蒂夫·艾倫(Steve Allen)指出，這可能也是導(dǎo)致“閏秒故障”問(wèn)題的原因之一。“在1999年到2005年之間并未出現(xiàn)過(guò)閏秒，因此所有的云服務(wù)和多處理器等產(chǎn)品和服務(wù)都是在閏秒并未發(fā)生過(guò)的階段中形成的。”他說(shuō)道。
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本文標(biāo)題：《連線》雜志：走近閏秒故障及其解決方案
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