區(qū)塊鏈智能合約中的并發(fā)性和并行性
以太坊很慢——極其緩慢。
最近做一個(gè)簡(jiǎn)單的USDC審批交易，大概花了3個(gè)小時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。
這里有一個(gè)更有啟發(fā)性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：以太坊平均每10~20秒發(fā)布一個(gè)區(qū)塊。每個(gè)區(qū)塊包含少于350個(gè)交易。所有這些大致轉(zhuǎn)換為每秒30個(gè)交易。
當(dāng)批評(píng)以太坊的緩慢時(shí)，Visa的2000 tps經(jīng)常被提起。也許這是一個(gè)不公平的比較，因?yàn)橐蕴蝗蕴幱陂_(kāi)發(fā)階段。
然而，以太坊似乎不太可能在短期內(nèi)主宰數(shù)字金融。
以太坊的低吞吐量是一個(gè)基礎(chǔ)性問(wèn)題。
以太坊是一個(gè)基于賬戶的區(qū)塊鏈：賬本狀態(tài)被定義為一個(gè)從賬戶地址到一段數(shù)據(jù)的鍵值映射。
簡(jiǎn)單的ETH交易(價(jià)值轉(zhuǎn)移)可以實(shí)現(xiàn)賬戶對(duì)ETH余額數(shù)據(jù)的增減。同樣，更復(fù)雜的交易(合約調(diào)用)將改變指定帳戶的數(shù)據(jù)。
在這種情況下，以太坊交易是全球賬本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換函數(shù)。這就是讓以太坊虛擬機(jī)(EVM)圖靈完成并允許智能合約成為可能的原因；以太坊智能合約本質(zhì)上是一個(gè)可交互的賬戶數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在讓我們看看EVM如何處理或驗(yàn)證這些交易。并行處理所有交易是不合理的。按照設(shè)計(jì)，所有交易都試圖改變整個(gè)全局狀態(tài)。
如果交易并行運(yùn)行，EVM將偏向于競(jìng)態(tài)條件：兩個(gè)程序(在本例中是交易)嘗試并行地增加uint變量。因?yàn)閮蓚€(gè)程序同時(shí)訪問(wèn)變量，所以變量只增加一次而不是兩次。
為了解決此類并發(fā)bug，以太坊選擇逐個(gè)處理交易。換句話說(shuō)，EVM是一個(gè)單線程狀態(tài)機(jī)。
因此，以太坊實(shí)現(xiàn)了Concurrency（并發(fā)），而不是Parallelism（并行）。
以太坊類似于只有一個(gè)出納員的票務(wù)隊(duì)列，其處理時(shí)間不一致。排隊(duì)的人是等待驗(yàn)證的交易，唯一的出納員是虛擬機(jī)。當(dāng)我們考慮到gas費(fèi)用時(shí)，事情就變得更加復(fù)雜了。現(xiàn)在，任何人都可以額外付費(fèi)插隊(duì)。超長(zhǎng)的隊(duì)伍意味著那些不能花錢買到更好位置的人將不得不等待過(guò)多的時(shí)間來(lái)處理他們的票。
以太坊的低吞吐量是個(gè)問(wèn)題，尤其是從web3.0的角度來(lái)看。以太坊確實(shí)成為了所有web應(yīng)用程序的媒介。如果它目前的吞吐量持續(xù)下去，像為Reddit上的一篇帖子加贊這樣微不足道的任務(wù)可能需要超過(guò)兩個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)處理。我們生活在一個(gè)速度決定一切的時(shí)代，以太坊太慢了。
可能會(huì)問(wèn)，為什么不選擇性地應(yīng)用并發(fā)性呢?
更詳細(xì)地說(shuō)，為什么不將并發(fā)應(yīng)用到?jīng)_突的交易上——例如，將價(jià)值轉(zhuǎn)移到同一個(gè)帳戶上——并并行處理其余的交易。不幸的是，Saraph和Herlihy已經(jīng)向我們表明，所實(shí)現(xiàn)的加速充其量是適度的。
已經(jīng)提出了許多加速以太坊并提高其可擴(kuò)展性的解決方案。最近的EIP-1559——倫敦硬分叉——并不直接影響以太坊的交易速度，但理論上應(yīng)該通過(guò)減少普通用戶在交易處理前必須等待的潛在區(qū)塊數(shù)量來(lái)穩(wěn)定其在大規(guī)模交易峰值上的波動(dòng)。然后是L2的rollup，這應(yīng)該會(huì)直接影響以太坊的吞吐量，而不會(huì)破壞區(qū)塊鏈寶貴的去信任。
與此同時(shí)，其他模擬通用虛擬機(jī)的區(qū)塊鏈也在積極開(kāi)發(fā)中。有些已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了并行，承諾吞吐量遠(yuǎn)高于以太坊的30 tps。特別關(guān)注Algorand、Solana和Cardano，以及他們?cè)谥悄芎霞s中實(shí)現(xiàn)并行化的獨(dú)特方法。
以上就是區(qū)塊鏈智能合約中的并發(fā)性和并行性的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于智能合約中的并發(fā)性和并行性的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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