分布式系统中的即将到来的人工智能革命

主要观点:形式验证长期以来是发现分布式系统设计中细微错误的金标准,AI 已证明能加速验证过程,近期突破表明 AI 可从大型生产代码库中自动生成准确的形式规范,这标志着软件工程的一个关键转折点,预示着 AI 驱动的正确性验证将成为标准实践且可能优于人类努力。
关键信息

  • 以 GitHub Copilot 为例,其从 Azure Storage 生产源代码中自动生成精确的 TLA+规范,发现了传统代码审查和测试未发现的微妙竞态条件。
  • AI 有 8 步方法,包括系统编目代码路径等、提取行为模式等、构建最小完整模型等。
  • 从计划到执行过程中,AI 能自主分析代码、生成文档和规范,可迭代细化,通过模型检查发现问题并修正,还能通过 Git 历史分析发现遗漏的安全机制。
  • 最终发现了旧主节点删除同时新主节点添加引用的关键竞态条件。
    重要细节
  • 开始让 Copilot 制定分析计划,Agent 按步骤执行,仅提供特征名和相关组件目录就可自主识别文件和提取信息。
  • 发现初始规范缺失 etag 乐观并发控制机制后,AI 重新访问源代码并更新规范。
  • 模型检查时先有语言错误被 AI 修正,后发现违反主安全不变量,AI 能定位问题序列。
  • 通过 Git MCP 分析发现遗漏的悲观锁安全机制并更新规范。
  • 展望未来,AI 可自主分析系统、发现不变量、自我验证规范、通过强化学习改进验证能力,最终在分布式系统正确性领域超越人类。
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