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Monad入門指南：快速理解并行EVM與性能提升

2024-04-28 14:17:33 | 來源： | 作者：Decentralised.Co
交易擴展性一直是熱門話題,在過去幾周中，我們一直在探索 Monad 如何幫助擴展 TPS,本文將為大家詳解Monad入門指南，了解Monad工作原理，快速理解并行EVM與性能提升

交易擴展性一直是熱門話題。在過去幾周中，我們一直在探索 Monad 如何幫助擴展 TPS。

以下是由Saurabh Deshpande撰寫的關于 Monad 工作原理的詳細說明。

Monad工作原理的詳細說明

TPS 是我們非常關注的一個指標。我們希望我們的鏈能夠支持更高的 TPS，因為它們可以支持更多的用戶和應用程序。下面的圖表顯示了以太坊和 L2 的 TPS 數(shù)字。沒有一條鏈曾經突破過 100 TPS 的標志。請注意，TPS 是一個通用的用于衡量規(guī)模的術語。TPS 是不準確的，因為并非所有交易都相同，它們在復雜性上有所不同。但出于簡單起見，我們使用 TPS 作為衡量規(guī)模的指標。

如果我們想增加 TPS，我們該怎么辦？

  • 第一種方法是構建一個全新的系統(tǒng)，就像 Solana 所做的那樣。它犧牲了與速度相比的 EVM 兼容性。它使用多線程執(zhí)行而不是單線程執(zhí)行（想想多核 CPU 與單核 CPU），進行并行化交易并使用了不同的共識機制。

  • 第二種方法是使用鏈下執(zhí)行，并使用中心化的排序器來擴展以太坊。

  • 第三種方法是將 EVM 分解為單獨的組件，并對其進行優(yōu)化以提高可擴展性。

Monad 是一個新的與 EVM 兼容的 L1，最近籌集了 2.25 億美元，它正在從頭開始構建 EVM，而不是直接使用。它選擇了這第三種方法來增加可擴展性。

我們討論了 Monad 帶來的幾個重大變化。

并行執(zhí)行

以太坊虛擬機（EVM）按順序執(zhí)行交易。在執(zhí)行一個交易之前，下一個交易必須等待。可以這樣想。假設在一個摩托車裝配車間中有一個平臺。多輛卡車運送摩托車零件（每輛卡車都有組裝 50 輛摩托車所需的所有零件）。裝配車間分別執(zhí)行四種不同的功能：卸貨、分類、組裝和裝貨。

在當前的 EVM 設置中，只有一個平臺，并且加載和卸載使用相同的位置。因此，當卡車停放時，摩托車部件被卸載、分類、組裝和裝載在同一輛卡車上。當分類團隊在工作時，其他團隊都在等待。因此，如果將它們的工作看作不同的插槽，每個團隊僅在四個插槽中工作一次。這導致了顯著的低效率，突出了需要更加流暢的方法。

現(xiàn)在，想象有四個不同的裝載和卸載區(qū)域的平臺。即使卸貨團隊一次只能與一輛卡車一起工作，他們也不需要等待下三個插槽。他們可以直接轉移到下一輛卡車上。

分類、組裝和裝載團隊也是如此。一旦卸貨完成，卡車移動到裝載區(qū)等待裝載團隊裝載組裝好的摩托車。因此，只有一個平臺和加載/卸載區(qū)域的倉庫按順序執(zhí)行所有操作，而具有 4 個平臺和不同加載/卸載區(qū)域的倉庫進行并行化。

將 Monad 視為基礎設施，相當于擁有多個卡車平臺的倉庫。但并不簡單。當卡車依賴時，復雜性增加。例如，如果一輛卡車沒有所有零件來組裝 50 輛摩托車會怎樣？交易可能并不總是獨立的。因此，當 Monad 并行執(zhí)行它們時，它必須處理彼此依賴的交易。

怎么處理？它執(zhí)行一種叫做樂觀并行執(zhí)行的方法。協(xié)議只能并行執(zhí)行獨立的交易。例如，考慮 4 筆交易，其中 Joel 的余額為 1 個ETH：

  • Joel 將 0.2 個以太發(fā)送給 Saurabh

  • Sid 鑄造一個 NFT

  • Joel 將 0.1 個以太發(fā)送給 Sid

  • Shlok 購買 PEPE

所有這些交易都是并行執(zhí)行的，待定結果逐一提交。如果待定結果的輸出與任何交易的原始輸入存在沖突，則重新執(zhí)行交易。交易 2 和 4 沒有與其他交易的輸入沖突的待定結果，因為它們彼此獨立。但交易 1 和 4 并不獨立。

請注意，由于所有 4 個交易都從同一狀態(tài)開始，所以關注的是 Joel 的余額為 1 個ETH。Joel 將 0.2 個ETH發(fā)送出去后，余額為 0.8 個ETH。在 Joel 將 0.1 個ETH發(fā)送給 Sid 后，他的余額為 0.9 個ETH。結果逐一提交，確保輸出不與任何輸入沖突。在提交了 1 的待定結果后，Joel 的新余額為 0.8 個ETH。

這個輸出與第 3 個交易的輸入沖突。所以現(xiàn)在 3 被重新執(zhí)行，輸入為 0.8 個ETH。在執(zhí)行了 3 之后，Joel 的余額為 0.7 個ETH。

MonadDb

在這一點上，一個明顯的問題是我們如何知道我們不必重新執(zhí)行大部分交易。答案在于重新執(zhí)行并不是瓶頸。瓶頸是訪問以太坊的內存。事實證明，以太坊在數(shù)據(jù)庫中存儲狀態(tài)的方式使得訪問狀態(tài)變得困難（耗時和因此昂貴）。這就是 Monad 的另一項改進：MonadDb。Monad 構建數(shù)據(jù)庫的方式減少了與讀取操作相關的開銷。

當交易必須重新執(zhí)行時，所有輸入已經在緩存存儲器中，與整體狀態(tài)相比，這更加容易訪問。

Solana 在其測試網上有 50k TPS，但現(xiàn)在在主網上只有大約1k TPS。Monad 聲稱在其內部測試網上已實現(xiàn)了 10k 實際 TPS。盡管這并不總是代表實際性能，但我們迫不及待地想看看 Monad 在實際應用中的表現(xiàn)。

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Tag：Monad   指南   EVM  

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