Ключевые моменты

  • В области блокчейна распараллеливание — это метод одновременной обработки нескольких транзакций.

  • Существует множество типов параллельного выполнения, включая параллельное выполнение на уровне транзакций, параллельное выполнение на уровне блоков и параллельное выполнение смарт-контракта.

  • Некоторые из преимуществ параллельного выполнения включают более быструю обработку транзакций, улучшенную масштабируемость и снижение затрат на газ.

Представлять

Эффективная обработка транзакций является ключом к повышению пропускной способности сетей блокчейнов и решению проблемы масштабируемости блокчейнов. В этой статье мы изучим основы параллельного выполнения, как оно работает, распространенные типы параллельного выполнения и их потенциальные преимущества.

Что такое параллельное выполнение?

Распараллеливание (параллельное выполнение транзакций) — это метод одновременной обработки нескольких задач. Параллельное выполнение тесно связано с параллельными вычислениями — концепцией в информатике, которая относится к одновременному выполнению нескольких процессов.

Как работает технология параллельного выполнения?

Технология параллельного выполнения организует сетевые данные таким образом, чтобы обеспечить одновременную проверку нескольких транзакций, а не их последовательную обработку (одну транзакцию за раз). Задача выполнения транзакций распределяется по нескольким узлам. Каждый узел обрабатывает разные сегменты транзакции, помогая сократить время обработки и уменьшить перегрузку сети. 

При параллельной обработке транзакций сеть одновременно проверяет несколько состояний. Каждое состояние представляет собой результат проверки определенного набора транзакций. Это позволяет сети оценить потенциальное влияние транзакции до того, как она будет официально записана в регистре. После оценки узлы согласовывают общее состояние, которое отражает объединенные результаты этих параллельных валидаторов.

Модель параллельного выполнения

Для основных блокчейнов используются два типа моделей параллельного выполнения: оптимистическое распараллеливание и распараллеливание с доступом к состоянию.

1. Параллельное выполнение при оптимистическом предположении. В оптимистической модели параллельного выполнения сеть пропускает этап начального размещения и напрямую обрабатывает параллельные транзакции. Этот подход предполагает, что большинство транзакций в очереди независимы, и использует метод для проверки и исправления любых транзакций, которые после выполнения оказываются взаимозависимыми. Это означает, что если изначально транзакции считаются несвязанными, но позже выясняется, что они влияют друг на друга, система будет корректироваться, чтобы гарантировать точность всех данных.

2. Параллельное выполнение с сохранением состояния. Параллельное выполнение с доступом к состоянию начинается с классификации транзакций в соответствии с их влиянием на состояние сети, например взаимодействие с смарт-контрактами

Виды параллельного исполнения

Параллельное выполнение на уровне транзакции

Параллельное выполнение на уровне транзакций позволяет одновременно обрабатывать несколько транзакций. Этот тип увеличивает пропускную способность сети, позволяя выполнять большее количество транзакций в секунду (TPS). Это сократит время, необходимое для подтверждения транзакций, улучшив общую скорость реагирования всей сети. Этот тип параллельного выполнения особенно ценен для блокчейнов с высоким спросом, которым необходимо поддерживать быстрое время обработки. 

Однако параллельное выполнение на уровне транзакций также сталкивается с некоторыми препятствиями. Например, обработка параллельных транзакций может создавать зависимости данных, при которых выходные данные одной транзакции могут влиять на другую, что требует сложных стратегий управления данными для обеспечения согласованности и надежности.

Параллельное выполнение на уровне блоков

Параллельное выполнение на уровне блоков предполагает одновременное создание и проверку нескольких блоков, что улучшает масштабируемость сети. Обрабатывая несколько блоков одновременно, этот подход помогает блокчейну обрабатывать больше транзакций и предотвращает риск перегрузки сети. 

Однако параллельное выполнение на уровне блоков требует тщательной реализации, чтобы не поставить под угрозу безопасность блокчейна. Кроме того, параллельное выполнение на уровне блоков требует больше вычислительных ресурсов, что увеличивает требования к оборудованию для сетевых узлов. Это может ограничить возможность некоторых пользователей участвовать в сети, негативно влияя на децентрализацию и доступность сети.

Параллельное исполнение по смарт-контрактам

Параллельное исполнение смарт-контрактов — это параллельное выполнение нескольких смарт-контрактов. Это может повысить производительность децентрализованных приложений (DApp), повышая масштабируемость и скорость реагирования этого DApp.

Несколько механизмов поддерживают параллельное выполнение смарт-контрактов. Например: Оптимистические свертки выполняют транзакции вне цепочки и взаимодействуют с блокчейном только для завершения транзакции, тем самым снижая нагрузку на основную цепочку. Решение для масштабирования Validium от Ethereum сочетает в себе доказательство с нулевым разглашением с возможностями автономных вычислений, обеспечивая как масштабируемость, так и конфиденциальность для проверки приложений на базе смарт-медии.

Преимущества распараллеливания

Высокая скорость обработки транзакций

Распределение задач между несколькими узлами помогает сократить время выполнения транзакций, тем самым увеличивая скорость обработки транзакций. Сети, использующие технологию параллельного выполнения, часто более эффективны, чем сети, работающие на моделях последовательной обработки.

Масштабируемость

Параллельное выполнение решает проблему масштабируемости блокчейна за счет распределения проверки транзакций по узлам сети. Это ускоряет процесс и поддерживает горизонтальное масштабирование. Горизонтальное масштабирование позволяет сети добавлять или удалять узлы в зависимости от колебаний спроса.

Сокращение затрат на газ

Параллельное выполнение помогает снизить комиссию за счет распределения транзакций по подгруппам узлов. Этот процесс менее затратен, чем последовательная обработка, при которой каждый узел проверяет каждую транзакцию. Кроме того, более высокие скорости транзакций также уменьшают конкуренцию между узлами, что еще больше снижает комиссию за транзакции.

Краткое содержание

Параллельное выполнение — это метод одновременной обработки нескольких транзакций. Эта технология предлагает множество преимуществ, включая более высокую скорость обработки транзакций, улучшенную масштабируемость и снижение комиссий. В будущем параллельное выполнение можно будет комбинировать с другими решениями масштабирования, такими как сегментирование, что придаст сетям блокчейнов еще большую масштабируемость.

Читать далее:

Отказ от ответственности: этот контент предоставляется вам «как есть» только в целях общей информации и рекомендаций и не является каким-либо заявлением или гарантией. Этот контент не следует рассматривать как финансовую, юридическую или другую профессиональную консультацию или рекомендацию приобрести какой-либо конкретный продукт или услугу. Вам следует обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. В случаях, когда статьи публикуются сторонними участниками, обратите внимание, что выраженные мнения принадлежат сторонним участникам и не обязательно отражают точку зрения Binance Academy. Пожалуйста, прочитайте наш полный отказ от ответственности здесь для более подробной информации. Цены на цифровые активы могут колебаться. Стоимость ваших инвестиций может как снизиться, так и вырасти, и вы не сможете вернуть вложенную сумму. Вы несете единоличную ответственность за свои инвестиционные решения, и Binance Academy не несет ответственности за любые убытки, которые вы можете понести. Этот материал не следует рассматривать как финансовую, юридическую или другую профессиональную консультацию. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с Условиями использования и Предупреждением о рисках.