Operational Transformation (OT) 是一種用於多用戶實時協作系統的算法。它允許多個用戶同時修改一個共享的數據對象,並能夠解決因此產生的任何衝突。OT 最初是為分散式版本控制系統(如 Git)和實時協作編輯器(如 Google Docs)所設計的。
OT 和 Git 的關鍵區別在於他們如何處理衝突。在 Git 中,當兩個用戶對同一個文件做出不同的變更時,Git 會產生一個衝突,需要手動解決。換句話說,Git 不會嘗試自動地合併這些變更。
相比之下,OT 設計的目的就是能夠自動解決這種衝突。當兩個操作同時修改同一個對象時,OT 可以將這兩個操作變換(transform)成新的操作,這些新的操作可以在任何順序下應用,並且能夠產生一致的結果。這意味著 OT 可以自動合併同時發生的變更,而不需要用戶手動解決衝突。
具體來說,OT 算法的實現通常包括以下三個要素:
-
操作(Operations):這些是可以對數據對象進行修改的動作。例如,在文本文檔中,一個操作可能是在某個位置插入或刪除一個字符。
-
變換函數(Transformation Functions):當兩個操作同時發生時,變換函數可以將這兩個操作變換成新的操作。
-
一致性條件(Consistency Conditions):這些是算法需要滿足的一致性條件。例如,如果兩個操作在時間上是獨立的(也就是說,它們並不知道對方的存在),那麼無論這兩個操作的應用順序如何,結果都應該是一致的。
需要注意的是,雖然 OT 可以自動解決衝突,但它並不能確保每一次的解決都符合用戶的意圖。在某些情況下,OT 的自動合併可能並不是用戶想要的結果。因此,實時協作工具通常會提
因此,實時協作工具通常會提供某種形式的手動衝突解決機制。例如,當兩位用戶在同一時間編輯同一個部分,系統可能會發出警告,讓用戶自行決定哪個版本是他們想要保留的。在一些情況下,這樣的解決方式可能比自動合併更適合,因為它讓用戶可以直接控制最終的結果。
換句話說,Operational Transformation (OT) 是一種非常強大的工具,它可以讓多個用戶同時編輯同一個對象,並且能夠自動解決大部分的衝突。然而,正如任何其他工具一樣,它並非完美無缺。在某些情況下,OT 的自動合併可能不符合用戶的意圖,並需要透過手動介入來解決衝突。不過,儘管如此,OT 依然是實時協作工具中不可或缺的一部分。
變換函數深入說明
變換函數在 Operational Transformation (OT) 中是很重要的部分。它是一種能對衝突操作進行轉化的算法,讓其能在任何順序下達到一致的結果。設計變換函數需要考慮多種因素,如操作的類型、操作的順序、操作的目標等等。因此,實際上的變換函數可能會相當複雜。
讓我們通過一個簡單的文本編輯器來說明這個概念。在這個編輯器中,我們只有兩種操作:插入字符(Insert(position, character)
)和刪除字符(Delete(position)
)。我們的變換函數 Transform(op1, op2)
需要根據 op1
和 op2
的類型來選擇不同的處理方式:
-
如果
op1
和op2
都是插入操作,我們可以比較他們的位置來確定如何變換。如果op1
在op2
之前(或者在相同的位置),那麼我們可以保持op1
不變,並將op2
的位置加一。否則,我們可以保持op2
不變,並將op1
的位置加一。 -
如果
op1
是插入操作,op2
是刪除操作,我們可以比較他們的位置來確定如何變換。如果op1
在op2
之前,那麼我們可以保持op1
不變,並將op2
的位置加一。否則,我們可以保持op2
不變,並將op1
的位置減一。 -
如果
op1
和op2
都是刪除操作,我們可以比較他們的位置來確定如何變換。如果op1
在op2
之前,那麼我們可以保持op1
不變,並將op2
的位置減一。否則,我們可以保持op2
不變,並將op1
的位置減一。
這只是一種基本的變換函數設計,實際的 OT 系統可能需要處理更複雜的情況,如多個字符的插入或刪除,或者其他類型的操作。
OT 的著名範例 - Google Docs
當多個用戶同時編輯一個 Google Docs 文件時,每個用戶的每次編輯都會被轉化為一個或多個操作。當這些操作在服務器上被收集並排序後,Google Docs 會使用一種變換函數來解決任何可能的衝突。
舉例來說,假設兩個用戶同時對同一個文件進行編輯:
- 用戶A在文本的第五個位置插入字母 "A"(操作為
Insert(5, 'A')
) - 同時,用戶B在文本的第五個位置插入字母 "B"(操作為
Insert(5, 'B')
)
如果沒有使用變換函數,那麼根據操作的順序,結果可能是 "A...B" 或者 "B...A",這會產生不一致。但如果使用了上述的變換函數,那麼無論操作的順序如何,結果都會是 "AB..."。這樣就確保了所有用戶看到的文件都是一致的。
實際上,Google Docs 的 OT 系統比這更複雜。他們需要處理的操作不只包括插入和刪除字符,還包括格式化文本、插入圖片等等。此外,他們的變換函數也需要考慮更多的因素,如網路延遲、服務器負載等等。但基本的原理是一樣的:透過變換函數將衝突的操作變換為一致的操作。
Leave a comment