清洁能源:以太坊阶段式同步:重构完全同步模式(Full Sync)

阶段式同步重构自Go-Ethereum的完全同步模式,以实现更好的性能。

阶段式同步需要进行大量读写操作。虽然我们的目标是能够在机械硬盘上同步节点,但是我们仍建议使用固态硬盘。

顾名思义,阶段式同步需要依次执行10个阶段。

阶段式同步是如何运作的

Turbo-Geth客户端会向每个对等节点了解该节点的HEAD区块,然后依次执行每个阶段、寻找本地HEAD区块和对等节点的HEAD区块之间缺失的区块。

第一个阶段会设置本地HEAD区块。

各阶段会按顺序执行。在每个阶段执行期间,只有节点本地的状态达到目标状态,该阶段才会结束。

也就是说,在理想情况下,每个阶段只需执行一次,即可完成初始同步。

最后一阶段结束后,整个同步流程会重新开始,寻找新的区块头下载。

以太坊2.0质押地址余额超过620万枚:据欧科云链OKLink数据,当前以太坊2.0存款合约地址已收到6203842.0 ETH,质押量超过620万枚。[2021/7/7 0:32:39]

如果你在两个阶段之间重启应用,应用会从第一阶段开始重启。

如果你在某个阶段执行期间重启应用,应用会从当前阶段开始重启,以完成该阶段。

每个阶段需要耗时多久?

通过下方的饼状图,我们可以看出每个阶段的耗时占比。虽然这些数据并不精确,但是足以作为参考。

重组/回退

如果区块链发生重组,我们需要“回退”部分同步数据。

回退指的是从最后一个阶段倒退回第一个阶段。但是,需要注意的一点是,我们执行完回退之后才会更新交易池,因此我们知道新的nonce。

回退的阶段顺序如下例所示。

Kattana与以太坊扩容解决方案Polygon达成合作:加密交易平台Kattana与以太坊扩容解决方案Polygon达成合作。基于Polygon的DEX将受益于Kattana的DeFi工具,而Kattana用户可以受益于Polygon的DeFi生态系统。

Kattana将支持基于Polygon的去中心化交易所,这为Kattana用户提供更多选择,因为Kattana不再局限于以太坊和BSC。该合作关系将有助于向新的渐进式区块链网络开放Kattana。[2021/6/4 23:12:46]

state.unwindOrder=*Stage{

??//Unwindingoftxpool(reinjectingtransactionsintothepoolneedstohappenafterunwindingexecution)

??stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,

MyEther Wallet现支持以太坊2.0质押:12月8日消息,MyEther Wallet(MEW)与Staked合作,使安卓移动设备上的MEW用户能够进行以太坊2.0质押。(Decrypt)[2020/12/8 14:36:54]

?}

通过?ETL?进行预处理

在将数据插入数据库之前,一些阶段会使用我们的ETL框架根据键值对数据进行排序。

这样就可以极大减少数据库写入放大的情况。

因此,当我们生成索引或者说哈希值化状态时,我们会执行一个多步骤流程。

将处理过的数据写入位于数据目录的几个临时文件中;

然后使用一个堆栈把临时文件中的数据插入到数据库中,并且使按照能够最小化数据库写入放大现象的顺序插入数据。

这种优化有时会将写入速度提高几个数量级。

金色相对论 | Jay:Rollup + 以太坊2.0 分片可以把ETH TPS 达到10万笔/秒:11月27日消息,在今日举行的金色相对论中,针对“从以太坊的发展过程来看,选择pow作为1.0阶段有一定的历史因素,但随着现在的技术发展,例如rollup以及layer2解决方案的增加,您认为以太坊还需要以太坊2.0吗?”的问题,Loopring COO Jay表示,首先L2 方案还在很早期,zkRollup, OVM, Plasma, State channel 都是并行存在着的。目前看来Rollup 技术比较收社区推崇也是最主流的方案。但Rollup 里面也分zk 和optimism 2 大方向。未来到底是一个Rollup 独大还是多个平行进行都还很难说。特别是在各个rollup之前还不能打通的情况下。所以在不能说服社区都用一个rollup方案或同意的情况下,2.0 需要不断的进行下去。另外Rollup + 2.0 分片可以ETH TPS 达到10万笔/秒。完全是一个互补的方案,而不是排斥的。只有到达这个量级才是目前生活中可以取代中心化系统的量级,所以我们更应该不断推动。[2020/11/27 22:20:23]

各阶段

比特币和以太坊总锁仓量突破50亿美元:根据DeFiPulse数据,锁定在去中心化金融协议中以太坊和比特币(主要是以太坊)总价值已超过50亿美元。据悉,本次总锁仓量的增长主要来自于8月14日这天,当日由于一些DeFi协议在产品路线图上取得了较大进展(比如稳定币交换平台Curve Finance推出CRV代币和去中心化自治组织CurveDAO,),以及ETH代币价格超过420美元,导致以太坊和比特币总锁仓量增幅超过10%。(decrypto)[2020/8/15]

每个阶段都包含两个函数,分别是向前推进阶段的ExecFunc?和向后回退阶段的?UnwindFunc。

从理论上来说,部分阶段可以离线工作,但是当前版本并未实现这一功能。

阶段1:下载区块头

在这一阶段,我们会下载本地HEAD区块和对等节点的HEAD区块之间的所有区块头。

这一阶段是CPU密集型的,适合使用多核处理器,因为要验证区块头的工作量证明。

由于区块链重组,大多数回退都是在这一阶段开始的。

这一阶段会推动本地HEAD的指针。

阶段2:区块哈希值

从区块头中抽取出一个从区块哈希值映射成区块号的索引表,以支持更快速的查找功能,并让同步过程对机械硬盘更为友好。

阶段3:下载区块体

在这一阶段,我们会将上一阶段已下载区块头的区块体也下载下来。

这一阶段需要保持良好的联网连接。绝大多数数据都在这一阶段下载。

阶段4:复原发送者

这一阶段会复原出并存储每个已下载区块中的每笔交易的发送者。

这一阶段同样是CPU密集型的,适合使用多核处理器。

这一阶段不需要联网。

阶段5:执行区块

在这一阶段,我们会执行之前下载的所有区块中的每一笔交易。

需要注意的一点是,在执行区块的过程中,我们不会验证根哈希,甚至不会创建默克尔树。

这一阶段是单线程的,无需联网,需占用大量磁盘空间。如果区块执行失败,可以回退该阶段。

阶段6:计算状态根

这一阶段会构建默克尔树,并验证当前状态的根哈希。

这一阶段也会构建中间哈希值,并将它们存储到数据库中。

如果之前没有存储任何中间哈希值,这一阶段会构建出完整的默克尔树及其根哈希。

如果数据库中没有中间哈希值,这一阶段就会利用区块的历史记录来弄清楚哪些哈希值已经过时,哪些哈希值是最新的,然后使用最新的哈希值来构建部分默克尔树,只重构过时的哈希值。

如果根哈希无法匹配,就会向后回退一个区块。

这一阶段不需要联网。

阶段7:生成哈希值化状态

在执行期间,Turbo-Geth使用无格式状态存储。

无格式状态:在标准状态中,账户和存储项的地址是?keccak256(address)?,但是在一般状态中,二者的地址就是?address?。

尽管如此,为了确保一些API能够正常运作并与其它客户端保持兼容,我们也会生成哈希值化状态。

如果哈希值化状态不是空值,我们会查看历史记录变更集,并且只更新已更改的项。

这个阶段不需要联网。

阶段8、9、10?:生成索引

同步期间会生成3个索引。

这3个索引可能会被禁用,因为所有API都不使用它们。

这一阶段不需要联网。

交易查询索引

该索引表由从交易哈希值到区块号的映射构成。

账户历史索引

该索引存储了从账户地址到区块列表的映射。

存储历史索引

该索引存储了从存储项地址到区块列表的映射。

阶段11:交易池

在这一阶段,我们会启动交易池或更新其状态。例如,如果我们已下载的区块中包含了某些交易,就把这些交易从交易池中移除。

在回退时,我们会将被回退的区块中的交易重新添加到交易池中。

这个阶段不需要联网。

原文链接:

https://github.com/ledgerwatch/turbo-geth/tree/master/eth/stagedsync

作者:?AlexSharov

翻译&校对:闵敏?&?阿剑

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