加油口，电梯门的对称性对 TCP/IP 传输协议的启示

春节期间河南穷游屡次加油站排队加油之启示。

不考虑有意的设计因素，汽车加油口概率性分布在车身的左边或者右边，这个偶然的小细节让加油机同时为两辆车加油而无需额外的加油管。

如果所有车辆加油口都在同一侧，加油站的加油机就只能给一边的车加油，高峰期容易造成拥堵，加油效率低下，或者加长一根加油管，用飞线的方式跨过紧靠加油机的车辆为远离加油机的车辆加油，资源浪费。加油口分设在左右两侧，能让车辆从不同方向停靠加油机，加倍了加油站吞吐，提高加油效率。

类似的例子还有多侧开门的电梯，这让楼层布局摆脱了电梯井的位置约束，从而可以设计出更加多样性的楼层布局，设电梯的四边门编号为 1，2，3，4，比如经理在大厅从电梯 1 号门进入，到达目标楼层可以从背向的 3 号门走出，这就允许目标楼层在任何方向敞开，大大缩短了穿皮鞋走路的距离。

比如港口，煤矿，油田装货卸货设施，远距离输电设施等，均有类似的小细节，但由于这些设施与大多数人日常生活无关，这类例子不再赘述。

所有类似设计背后的哲学很简单，就是对称性。增强对称性就意味着高性能，反之则意味着高稳定。

在设计传输协议时，有单接收 buffer 和多接收 buffer 之选择，显然 TCP 是单 buffer。类比加油站，装卸货等设施，如果新的传输协议同时使用两个或更多 buffer，将会高尚。

当数据到达时，接收例程选择一个没有被进程上下文 lock 的 buffer，将数据 queuing，随后携带若干 buffer 共同维护的共享接收状态返回 sender，这些状态或许是一个 bitmap，或许是 SACK 链，这些不重要。这种方式摆脱了 TCP 串行接收的约束，除非所有 buffer 均被 lock，否则不必将 data 放入 backlog。这种方式解耦了接收和包括可靠和保序之类的处理，当然，如果你的协议是尽力而为的，把处理逻辑留空，pass through 即可。

如果在用户上下文自行处理可靠，保序等逻辑，可想而知只有一个或至多线程数量的 buffer 被 lock，只要 buffer 数量足够多，接收上下文总能 queuing data，这才是真正的样子。

这将极大提高传输吞吐。因为我们知道，制约吞吐的大障碍就是串行化，之所以必须串行化，其原因是可靠性处理，然而处理可以拨离到单独的上下文，与接收上下文流水线化，这种表象化的思路背后就是加层解耦，但实质则是对称化。

再回到加油站。

也许加油口的位置设计与左舵右舵有关，如果加油口固定在左侧，靠右行驶的车辆靠路边加油没问题，而靠左行驶的车辆只能在中间岛加油，为统一加油站的设施规格，加油口就得置于右侧。这些约束太严格了，但在加油站内部，松散约束并没什么大问题，这是独立的上下文，与上路情形的规则完全解耦，因此，只要在加油站内部同时允许靠左，靠右行驶就行了。

浙江温州皮鞋湿，下雨进水不会胖。