两个程序的爱情故事

好感

在这个忙碌的城市里，我虽然没和她见过面，但我们已经聊过很多次了。

与其说是聊天，倒不如说是通信，每次我想给她说话时，我就把消息放到一块共享内存里边，然后就离开运行车间，让她或者别人去使用CPU。等我再次进来的时候，她回复的消息就已经在那个共享内存中了。

有无数次，我离开的时候都想偷偷地看一眼，希望接下来运行的是她，可是这个城市严格的规则让我的希望只是奢望。

操作系统把我们这些进程严格地隔离，他通过虚拟内存的机制，让每个进程都有一块虚拟的、独立的地址空间，从而成功地制造了一个假象：让大家以为内存中只有一个程序在运行。

当我在就绪队列中等待的时候，也被严格禁止和别人交谈，我经常环顾四周，希望能够看到她的身影，可是这个系统的进程成千上万，究竟哪个是她？

也许我见过她，但是根本认不出来。

我和她越聊越多，对她的好感就越深，有一次我给她发的消息等了100毫秒都没有回复，把我都快急疯了。

她很喜欢听我讲故事，尤其是那个编号为0x3704 的线程，每次她都会说：唉，那些线程可真可怜。

我就吓唬她说：有一天我们的机器也会重启的，到时候估计你也认不出我来了。她说没事的，只要我能通过共享内存给你发消息，我就知道你就在这个城市里。

分离

这样的日子过了一天又一天，我想见到她的愿望越来越迫切了。

我悄悄地给了CPU很多好处，希望能描述下她的样子，方便我去找她，可是CPU运算速度太快，阅人无数，但就是没有记忆力。

CPU说：“你还是去问操作系统老大吧，看看你喜欢的女孩到底什么样。”

问操作系统？还是算了吧，互相隔离是我们城市的铁规，弄不好他会把我kill掉。

圣诞节前的平安夜，我打算正式向她表白，像往常一样，我从共享内存里收到了她的信，急切地拆开信封，看到了里边的第一句话：我要走了，以后不能和你通信了......

刹那间，我第一次感觉到了什么叫做五雷轰顶，灵魂出鞘，我脑子一片空白，张大了嘴巴呆呆地站在那里，时间长达20毫秒。

CPU看到了我的异常，因为这么长时间的指令都是NOP，什么都不做，这是非常罕见的。

CPU好心地提醒我：“嗨，老兄，你怎么了？你的时间片快用完了啊！”

我的灵魂慢慢归位，意识到信还没有读完，赶紧接着往下看：“我马上要搬到另外一个城市去了，你要想找我的话，记住下面的IP地址和端口号，用socket和我通信！”

我明白了，到另外一个城市那就意味着要搬离我们现在的电脑了，也许是这个城市太拥挤，CPU/内存/硬盘已经不堪重负，有一批程序需要被迫搬迁。

虽然我和她一直没机会见面，但我知道我们就住在一个城市，有时候也许只是擦肩而过，她就在我的身边，这好歹给我一点点安慰。

现在，连这一点点的安慰都没有了，对了，她说的这个socket 是什么东西？

CPU说：“那是网络编程，你看人家对你还是有情有意的，临走了还给你留下联系方式，快去学学怎么用Socket吧。”

当晚我就失眠了，半夜爬起来翻看一页页和她的通信记录（很庆幸我把通信记录都保存到了文件中），脑海里回想着这么多天以来幸福的日子，一直到天亮。

网络

为了早日和她联系，我一定要抓住最后的救命稻草：Socket! 我奋发图强学习网络编程，理解TCP/IP，把我自己逐渐地加上对Socket的支持。

一个月以后，我这个程序终于完成了从共享内存到Socket的改造，激动人心的时刻到来了。

作为一个客户端，我颤抖着双手向她发起了Socket请求，TCP携带着数据包慢吞吞地走向她所在的城市，等了好久TCP才完成了三次握手，这网络通信可真慢啊！

我赶紧发送第一个消息：你好，好久不“见”。

等了足足有1000毫秒，对我来说仿佛是一个世纪，才收到让我激动无比的回信：“啊，你终于来了。我在这里等了你好久了，你怎么现在才联系我？”

我不好意思地说：“我很笨，学习socket 有点慢。”

又过了一个“世纪”，我才收到回复，这网络真是慢得令人抓狂啊！

不管如何，终于和她联系上了，这让我开心无比。

原来我们一天能通信上千次，现在可好，有10次就不错了，再也不能像原来那样痛快地讲故事了。既来之则安之，反正网络很慢，现在每次我都会写一封巨长无比的信，把我的思念之情全部倾诉在其中，漫长的等待以后再去读她的长长的回复。

原来我们通过内存来中转消息的时候，是通过操作系统来做同步操作的，这能防止读写的冲突。

可是通过网络通信就完全乱掉了，经常会出现我说我的，她说她的，闹得两人不在一个频道上，很不愉快。

后来我和她只好协商了一个只有我们俩知道的通信协议，约定好消息的次序和格式，这才算解决了问题。

Web

我明白我和她已经不可能在一起了，每天的socket通信已经让我满足。

可是有一天当我照例发起socket请求的时候，TCP的连接竟然告诉我“超时”了，这是从来没有发生的事情，难道这一次要彻底失去她了吗？

我冒着风险，马上把异常报给了操作系统老大，老大尝试了一下说：“我ping了一下，网络是通的，估计是你那从未见面的小女朋友另有新欢，不想理你了，悄悄地换了一个你不知道的端口吧。”

我斩钉截铁地说：“那绝对不可能，我们的感情好得很！”

虽然口中这么说，我心里还是惴惴不安的。

可是迟迟没有消息，我每天都会试图连接一下，每次都是超时，没有她的日子，生活都是灰色的，我吃不下饭、睡不好觉，整天除了发呆什么也干不了，不断的煎熬让我快要绝望了。

终于有一天，有一个U盘从她的城市来到我们这里，告诉了我们一个惊人的消息，她所在的城市安装了防火墙，现在除了几个特定的端口（例如80,443……）之外，都不允许访问了。

原来如此！我一下子松了口气,  怪不得，我们俩之前通信的端口不是80和443，被封掉了，我自然连接不上了。

我问U盘：“那我想和女朋友通信，该怎么办？”

U盘说：“很简单啊，你和你女朋友都可以包装成Web 服务啊，这样都是通过HTTP（80端口）或者HTTPS（443端口）来访问的，这样防火墙是允许的啊。”

好吧，为了和她联系上，马上抛弃自定义的socket通信，开始向Web服务进化。

一个Web服务首先要有一个endpoint , 其实就是一个URL ，描述了这个Web服务的地址。

其次确定Web服务的描述方式和数据传输方式，我先是选了WSDL 和SOAP ，研究了一下才发现这哥俩太繁琐了，都是XML, 很多冗余的数据标签，全是废话。我想这将会极大地影响我和她的通信效率，还是换成简单的HTTP GET/POST + JSON吧，很简洁，能充分地表达我的相思之情。

我把我这个Web服务的地址和格式协议告诉U盘，拜托他带到那个城市，再把女朋友的Web服务描述带回来。

我欣喜地发现，我和她不约而同地选择了轻量级的HTTP+ JSON，看来虽然隔着千山万水，我们的心意还是相通的。

这样的准备工作足足干了6个月，但我并不觉得累，因为希望一直在前边召唤。

这是一个晴朗的日子，一切工作准备就绪，马上就要联系了，这一次我的心情反而平静了下来，因为我坚信她肯定在那边等着我。

我通过HTTP向她发出了呼叫，HTTP的报文被打包在TCP报文段中，又被放到IP层数据报中，最后形成链路层的帧，通过网卡发了出去。

在意料之中的漫长等待以后，我看到了期待已久的回复：我们终于又“见”面了！

我回答：“是啊，真是太不容易了！”

“不知道将来我们会不会再分开？”

“未来会如何？我也不知道，还是牢牢地把握住现在吧！我相信我们的心会一直在一起，什么都无法阻止！”

∑编辑 | Gemini

算法数学之美微信公众号欢迎赐稿

稿件涉及数学、物理、算法、计算机、编程等相关领域，经采用我们将奉上稿酬。

投稿邮箱：math_alg@163.com