向后兼容

定义

向后兼容指新旧两个版本之间的一种关系：当新版本具备旧版本的全部功能，能够代替旧版本工作时，就称新版本向后兼容。^[4] 这种关系可以出现在操作系统、编程语言、文件格式、通信协议和硬件接口等不同层面，而不只是某一个组件自身的属性。^[4]

维基数据把向后兼容概括为系统、产品或技术的一种属性，允许它与较旧的既有系统，或者为这类系统设计的输入互相操作，在电信与计算领域尤为常见。^[2]

在软件开发中，向后兼容一般指为某个平台版本编写的应用能够在更高的版本上继续运行。 电信领域的行业标准则把它界定为新一代系统与上一代系统之间仍能正常交互的能力。 与之相对，旧系统读取新版本数据的性质属于向前兼容，两者的方向恰好相反。^[5]

原理

让新版本完整保留旧版本的功能，是实现向后兼容的基本思路。新版本可以增加能力、提升性能，但针对旧版本编写的可执行代码应当不必改动就能继续工作。^[4]

软件领域的兼容程度通常分成两类。二进制兼容是指旧程序无需重新编译，就能直接使用新版本的函数库；源代码兼容则要求重新编译，但源代码本身不用修改。^[4]

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A[旧版本的程序、数据与外设] --> B[新版本系统]

B --> C[读取旧数据、运行旧程序，构成向后兼容]

A --> D[读取新版本产生的数据，构成向前兼容]

在应用程序接口与协议层面，常见的做法包括保持既有方法签名、数据格式和消息模式不变，为新增字段设定默认值，或者借助版本号让新旧组件协商使用哪一代接口。^[5] 有些平台还会通过软件模拟旧的硬件或系统，使无法直接迁移的老程序得以运行。^[4]

发展历程

兼容新旧设备的做法在电子技术的早期就已出现。调频广播由单声道发展到立体声之后，只配备单声道接收机的听众依然能收听到新发射机播出的信号；彩色电视制式也保持了对黑白电视机的兼容。^[4] IBM 7080 晶体管计算机与其前代 IBM 705 真空管计算机的全部型号同样保持兼容。^[4]

2003 年出版的《计算机科学百科全书》把兼容性按方向区分：仅由旧到新成立时称为向上兼容，仅由新到旧成立时称为向下兼容。^[6]

2007 年 3 月，国际电信联盟电信标准化部门发布 X.780.2 建议书，为接口同时实现向后兼容与向前兼容给出设计准则，并指出同时满足两者会限制可以采取的改动类型。^[5]

2024 年 5 月，3GPP 发布 TS 32.154 的 18.0.0 版本，对电信管理领域的向后与向前兼容性概念和规则作出标准化。

应用

硬件方面，通用串行总线（USB）的 A 型插头与插座从 1998 年的 1.1 版到 2015 年的 3.1 版可以跨版本互插互用，只是旧版本无法获得新版本更高的传输速率与新增特性。^[1] 蓝光光驱通常能够读取 DVD 和 CD，PCI Express 2.0 也兼容 1.1 版。^[1][4]

游戏主机常把兼容前代游戏列为功能之一。任天堂 Wii U 可以运行 Wii 的游戏，微软 Xbox One 对一部分 Xbox 360 游戏提供支持，而索尼 PS4 不兼容 PS3 的游戏。^[1]

软件与文件格式方面，ext4 文件系统的设计允许把 ext3 文件系统当作 ext4 来挂载；^[1] Flash MX 2004 能够打开 Flash 5 保存的 FLA 格式文件；^[1] 较新版本的 Java 虚拟机可以执行由较旧版本编译器生成的字节码。 在 操作系统 层面，Windows 借助兼容性机制让为更早的 16 位和 32 位版本编写的软件仍能运行。^[4]

局限

向后兼容往往只能部分实现，兼容程度因产品而异。 按照维基百科的界定，如果旧版本保存的文档无法被新版本读取，即便厂商另外提供不可逆转的转换工具，也不能算作向后兼容；这种情形有时被厂商用作推动用户购买新版的手段。^[4]

为旧功能保留支持会累积系统复杂度，抬高开发与维护成本，升级次数越多负担越重；因此部分产品选择主动放弃兼容，Python 3.0 就是放弃向后兼容的例子。^[1]

在移动通信领域，同一代际内强制要求向后兼容可以保护已售终端的投资，但会压缩进行颠覆性技术革新的空间。 此外，长期使用缺乏最新安全更新的旧版本软硬件，也会带来安全隐患。

参见

• 向前兼容 —— 与向后兼容方向相反的兼容性概念，指旧系统能够处理新版本产生的数据。

• 二进制兼容 —— 向后兼容在程序代码层面的一种实现形式，旧程序无需重新编译即可运行。

• 应用程序接口 —— 接口的稳定性是软件维持向后兼容的关键。

• 模拟器 —— 通过软件模拟旧平台来实现硬件与软件的向后兼容。

• 语义化版本 —— 以版本号规则约定哪些改动需要保持向后兼容。