打破平衡-追求极限

接上文：软件设计中的多维度的平衡。

软件设计中要考虑很多方面，如：简单，完备，巧妙，易懂，紧凑，透明，通用，这些特性，有时相互统一，有时又相互矛盾，要实现理想的设计，必须在各种矛盾寻找到一个理想的平衡点。这可以想象成，在一个多维的空间区域中寻找一个中心点，但这个多维的空间是一个曲折的空间，并且没有办法进行直接测度，所以你不要指望使用折中的方法。

你必须深入思考，把握最关键的部分，并把相互关联的多个问题综合起来，形成整体的，直观的认知，这样才有可能摆脱“解决一个问题又产生两个问题”的怪圈。思考过程中，会有各种各样的念头。某个念头在进一步的思考中被否决，也不能马上放弃它，因为它可能引向一个正确念头。仿佛在最后一刻，突然的灵感被你抓住，就可能得到一个理想的方案。理想的方案让设计人员感到满足，获得成就感。这就像艺术家在抓住灵感后的喜悦。

然而，"凡事有违经而合道者，亦有反道而适权者"。在某些特殊的场景下，产品的某一特性有决定生死的重要性，追求多个特性之间平衡的思路已经不能适用。这种情况下，你必须极端地追求某一特性，不虑其他。

去年，我设计了一个流量采集汇总的程序：接收网络设备发送过来的流量数据（NetFlow或NetStream），根据配置的多个规则，实时地对这些数据进行过滤，分组，求和，并可根据预先设置的阈值进行告警。因为流量数据的量特别大，而且对数据处理的实时性有很高的要求，而现实中的许多客户又不能为这个需求，配置一天特别的高性能服务器。设计的主要挑战就是可配置性和性能。这个产品的前一版本，是把大量的原始数据直接插入到数据库中，使用定时运行的SP（存储过程）进行汇总操作，这对数据库的性能压力非常大，实时性也不理想。这次设计新的版本，就是要实现高效的，实时的数据处理。

除了设计出巧妙的配置汇总规则的方法。为了追求吞吐量和实时性的极限，这个产品中使用了很多特别的设计，这些特别的设计常被我们的程序员称为“变态的追求性能”。比如：（1）保存处理规则的数据结构中，不保存属性的名称，而是保存获取这个属性的成员函数指针，这样在进行数据处理时就没有了匹配名称的操作；（2）使用lex+yacc生成的代码，把条件表达式，直接翻译成具有过滤数据功能的代码，在数据处理时直接调用这些代码；（3）数据处理线程中，杜绝一切直接的I/O操作和费时间的系统调用等等。许多这样的设计，其实是增加了产品的复杂性的，对编码人员的要求也更高。可是为了追求性能，不得不这样做。

这让我想起了SR-71

SR-71“黑鸟”(BlackBird)，美国空军高空高速侦察机。飞行高度达到30000米，最大速度达到3.5倍音速，这称之为“双三”。因此SR-71比现有绝大多数战斗机和防空导弹都要飞得高、飞得快，因此出入敌国领空如入无人之境；在以色列上空侦察以色列核设施时，以军F-4战斗机向它发射了AIM-9“响尾蛇”空空导弹，但是导弹飞得却还比SR-71慢。
因为SR-71在高速飞行时，机体长度会因为热胀伸长30多厘米；油箱管道设计巧妙，采用了弹性的箱体，并利用油料的流动来带走高温部位的热量。尽管采用了很多措施，但SR-71在降落地面后，油箱还是会因为机体热胀冷缩而发生一定程度的泄漏。实际上，SR-71起飞时通常只带少量油料，在爬高到巡航高度后再进行空中加油。　
由于SR-71的飞行高度和速度都超出人体可承受的范围，两名成员必须穿着全密封的飞行服，看上去外观与宇航员类似。