20年前偷懒修复的千年虫bug归来 程序员:该来的总会来
作者:DeepTech深科技 发布时间:2020-01-12

新的十年开始了。二十年前,在千禧之年钟声敲响的时候,诸多 Y2K 应急队的程序员坐在电脑前惴惴不安,他们此前刚刚用最简单易行的 “懒人方法” 修补了一个被称为“千年虫”(Millennium Bug,又称 Y2000 problem,简称“Y2K”)的大 bug。二十年后,这群程序员老了,但是新一代的青年程序员又要为老一辈的懒惰而付出代价。

据《纽约时报》报道,纽约的停车收费表从 2020 年 1 月 1 日开始不支持信用卡付款,整个城市的一万多个计费表已手动更新,仅通过现金或 ParkNYC 接受付款;波兰公司 Novitus 生产的收银机由于记录时间故障而无法打印收据;视频游戏 WWE 2K20 于 2020 年 1 月 1 日午夜停止工作;华为手表和部分设备丢掉了新年伊始两三天的 TrueSleep 睡眠数据,需要更新并重启……

纽约市交通局表示,停车计时器的信用卡支付软件设定在 1 月 1 日失效,导致了一起大规模故障(来源:The New York Times)

程序员 Jef Poskanzer 在推特上发文:似乎有相当数量的系统出现 #2020 错误。当年解决 Y2K 问题的方案把这个问题推迟了 20 年……20 年后的今天,当时的一些系统仍然还在使用,系统以为我们在 1920 年。”


Jef Poskanzer 的推文(来源:Twitter 截图)

千禧年前后出生的青少年们或许很少有人知道“千年虫”。

大约在 20 世纪 80 年代中期以前投用的系统上,囿于存储空间有限,再加上人们普遍觉得系统更新会很快,所以程序员大多采用两位数来表示年份,比如 06/15/98,而不是 06/15/1998。但是到了 2000 年,系统只知道是 01/01/00,不知道这是 1900 还是 2000。

千年虫主要集中在配备较早的主机系统上,如在 IBM 4381,IBM AS/400 等机型上运行的应用程序,比如美国的 AT&T 电讯公司,其内部就有超过 3.6 亿行的应用程序需要检测是否存在 Y2K 问题。另外,在自动化仪器仪表、电梯、警报系统、恒温灯等嵌入式设备也容易存在千年虫隐患。

视频 Y2K 启示录(来源:YouTube)

计算机在上世纪六七十年代开始普及,到九十年代,人们开始意识到问题的严重性:不知道从 1999 年最后一天的 23:59 到 2000 年第一天的 00:00 的转变意味着什么?在渲染和炒作下,大众的惊恐程度不亚于“2012”。人们猜测,如果程序停止运行、崩溃或者发出错误指令,是否影响到银行、电站、航线等等,存款会一夜清零、恐怖袭击、飞机坠落、股市崩溃,世界陷入混乱?

当时甚至有媒体报道,有人把山洞当做避难所,存储了很多食物、医疗包等必需品,还有一些人把银行存款纷纷取出来或者是购买黄金。


1999 年 1 月 18 日,TIME 的封面(来源:Time)

为了避免 “灾难” 发生,政府和企业动用大量资源查找和修复这个 bug。有报道显示,当时克林顿政府和业内人士估计,用 “windowing” 的方式修补 80% 的计算机,预计耗资数千亿美元。BBC 报道认为全球花在防备千年虫上的费用在 3000 亿到 5000 亿美元之间。真实耗资目前无法考证。也有言论说千年虫是个商业大骗局。

当时修复 bug 的方式有两种:完全重写代码,或者采用 “windowing” 的方式快速修复。“windowing”就是把 00 到 20 之间的所有日期都当做 20XX 年而不是 19XX 年。很显然,相比于把所有两位数表示的年份都修改成四位数,后一种方式更省钱、更快而且更容易。

从 1970/01/01 开始,很多编程语言和系统都把日期时间以秒来处理,也叫 Unix time。因此,鉴于中点 1970 的重要性,编码人员选择 1920 到 2020 作为标准窗口。

Unix time 被广泛用于各种行业操作系统,并被视为是一种标准。Unix 和 Windows 系统有环境变量来为系统设置 “转折年”。“转折年” 以后的任何一年属于本世纪,“转折年”以及 “转折年” 之前的任意一年属于上个世纪。但是一些产品,如 Microsoft Excel 95 使用的是 1920-2020 年的 windowing,在解决千年虫问题之后,仅仅过 20 年就有可能再次出现日期错误。


2020 年 “Y2K” 又回来了(来源:Popular Mechanics)

当时的专家认为,等到程序员投入大量的资金和时间去永久修复好这些 bug 之后,系统早就被更换了。所以,尽管 “windowing” 修复的程序智能使用二三十年,专家也觉得足够了。

伦敦经济学院 (London School of Economics) 的迪伦 · 穆尔文 (Dylan Mulvin) 表示:“windowing 是所有解决方案中最糟糕的一种,即便是在千年虫问题期间。”

2020 年的到来,意味着我们已经进入到了 1920-2020 窗口期的末端。2019 年 11 月,由于被发现容易受到 Y2020“攻击”,大数据公司 Splunk 向用户推出了修复服务,它的用户涵盖了美国《财富》一百强公司中的 92 家。由于各家公司尚未披露相关细节,目前还不清楚 “Y2020” 将持续多久。

另外,在 2038 年我们将面临另一个数据存储问题。32 位的 Unix 和 Linux,能存储的最大数字为 2 的 31 次方,即 2147483647。从 1997 年开始计算,2147483647 用来表示的秒数最多只能用到 2038 年 01 月 19 日 03 时 14 分 07 秒,在这个时间之后,系统会回到 - 2147483648,代表的时期是 1901 年 12 月 13 日 20 时 45 分 52 秒。

不同于千年虫,2038 会影响的不仅仅是应用层,而是会影响到最底层的时间控制功能。不过幸运的是,如果能在 2038 年之前把所有 32 位系统淘汰并采用 64 位的话,我们将会巧妙地躲开 2038 问题。