Ez a tanfolyam csak Pro tagjaink számára elérhető
A hatékony tranzakciófeldolgozás kulcsfontosságú a blokklánchálózatok átviteli teljesítményének javításához és a blokkláncok skálázhatósági problémájának megoldásához. Ebben a cikkben bemutatjuk a párhuzamosítás alapjait, működését, néhány gyakori típusát és lehetséges előnyeit.
Mi az a párhuzamosítás?
A párhuzamosítás (párhuzamos tranzakció-végrehajtás) egy olyan módszer, mely több feladat egyidejű feldolgozására szolgál. A párhuzamosítás szorosan kapcsolódik a párhuzamos számításhoz, amely egy olyan informatikai fogalom, amely több folyamat egyidejű végrehajtására utal.
Hogyan működik a párhuzamosítás?
A párhuzamosítás úgy rendezi a hálózati adatokat, hogy lehetővé tegye több tranzakció egyidejű validálását, ahelyett, hogy szekvenciálisan (egyesével) dolgozná fel őket. A tranzakciók végrehajtásának feladata több csomópont között oszlik meg. Minden csomópont a tranzakciós terhelés különböző szegmenseit kezeli, ami gyorsabb feldolgozási időt tesz lehetővé és csökkenti a hálózati torlódást.
A párhuzamos tranzakció-feldolgozás során a hálózat egyidejűleg számos lehetséges állapotot megvizsgál, amelyek mindegyike a tranzakciók egy adott csoportjának validálásából eredő következményeket szemlélteti. Ez lehetővé teszi a hálózat számára, hogy felmérje a tranzakciók lehetséges hatásait, mielőtt azok hivatalosan rögzítésre kerülnének a főkönyvben. A felmérést követően a csomópontok megállapodnak egy közös állapotról, amely a párhuzamos validálások együttes eredményét tükrözi.
Párhuzamosítási modellek
A blokklánc-párhuzamosításnak két fő típusa van: az optimista párhuzamosítás és az állapot-hozzáféréses párhuzamosítás.
1. Optimista párhuzamosítás. Az optimista párhuzamos végrehajtási modellben a hálózat kihagyja a kezdeti rendezési fázist, és közvetlenül, párhuzamosan dolgozza fel a tranzakciókat. Ez a megközelítés azt feltételezi, hogy a sorban lévő tranzakciók többsége független, és olyan módszert alkalmaz, amely a végrehajtást követően felülvizsgálja és korrigálja az egymástól függőnek talált tranzakciókat. Ez azt jelenti, hogy ha a tranzakciókról kezdetben úgy gondolták, hogy nem kapcsolódnak egymáshoz, de később kiderül, hogy hatással vannak egymásra, a rendszer kiigazítja őket, hogy minden adat pontos maradjon.
2. Állapot-hozzáféréses párhuzamosítás. Az állapot-hozzáféréses párhuzamos végrehajtási modell a tranzakciókat a hálózat állapotára gyakorolt hatásuk szerint kategorizálja, például az adott okosszerződésekkel vagy fiókokkal való interakciók alapján. Ez segít azonosítani azokat a tranzakciókat, amelyek konfliktus nélkül dolgozhatók fel párhuzamosan. Az egymással kölcsönhatásban nem álló tranzakciók egyidejűleg kerülnek végrehajtásra. Ezzel szemben a hasonló állapotelemeket érintő tranzakciókat meghatározott sorrendben dolgozzák fel, gas díjak alapján rangsorolva.
A párhuzamosítás különböző típusai
Tranzakciószintű párhuzamosítás
A tranzakciószintű párhuzamosítás lehetővé teszi több tranzakció egyidejű feldolgozását. Ez növeli a hálózat átviteli teljesítményét, így több tranzakció dolgozható fel másodpercenként (TPS). Emellett csökkenti a tranzakciók visszaigazolásához szükséges időt, javítva ezzel a hálózat általános reakcióidejét. Ez a fajta párhuzamosítás különösen értékes a nagy kereslettel rendelkező blokkláncok esetében, ahol fontos a gyors feldolgozási idő fenntartása.
A tranzakciószintű párhuzamosítással kapcsolatban van néhány kihívás is. A tranzakciók egyidejű feldolgozása például adatfüggőségeket hozhat létre, ahol az egyik tranzakció kimenete befolyásolhatja a másik tranzakciót, ami komplex adatkezelési stratégiákat igényel a konzisztencia és a megbízhatóság biztosítása érdekében.
Blokkszintű párhuzamosítás
A blokkszintű párhuzamosítás a blokkok egyidejű létrehozását és validálását foglalja magában, a hálózat skálázhatóságának javítása céljából. Azzal, hogy több blokkot dolgoz fel egyidejűleg, ez a megközelítés segít a blokkláncnak több tranzakciót befogadni és megelőzni a hálózat esetleges túlterheltségét.
A blokkszintű párhuzamosítás azonban gondos megvalósítást igényel, hogy ne veszélyeztesse a blokklánc biztonságát. A blokkszintű párhuzamosításhoz ráadásul nagyobb számítási kapacitás szükséges, ami növeli a hálózati csomópontok hardverigényét. Ez potenciálisan korlátozhatja bizonyos felhasználók részvételi képességét a hálózatban, negatívan befolyásolva annak decentralizált jellegét és hozzáférhetőségét.
Okosszerződések párhuzamosítása
Az okosszerződések párhuzamosítása több okosszerződés párhuzamos végrehajtására utal. Ez javíthatja a decentralizált alkalmazások (DAppok) teljesítményét, növelve azok skálázhatóságát és reakciókészségét.
Számos mechanizmus segíti elő az okosszerződések párhuzamos végrehajtását. Az optimista rollupok például a láncon kívül hajtják végre a tranzakciókat, és csak a véglegesítésükhöz lépnek kapcsolatba a blokklánccal, csökkentve ezzel a fő lánc terhelését. Az Ethereum Validium skálázási megoldása a zéróismeretes bizonyítást kombinálja az off-chain számítással, így egyszerre biztosít skálázhatóságot és adatvédelmet az okosszerződéses alkalmazások számára.
A párhuzamosítás előnyei
Gyors tranzakciófeldolgozás
A feladatok több csomópontra történő elosztása csökkenti a tranzakciók végrehajtási idejét, ami növeli a tranzakciófeldolgozás sebességét. A párhuzamosítást alkalmazó hálózatok általában hatékonyabbak, mint a szekvenciális feldolgozási modellekkel működő hálózatok.
Skálázhatóság
A párhuzamosítás a blokkláncok skálázhatósági problémáját a tranzakciók validálásának különböző csomópontok közötti elosztásával oldja meg. Ez felgyorsítja a folyamatot és támogatja a horizontális skálázást. A horizontális skálázás lehetővé teszi a hálózat számára, hogy a kereslet ingadozásai alapján csomópontokat adjon hozzá vagy távolítson el.
Csökkentett gas költségek
A párhuzamosítás csökkenti a díjakat azáltal, hogy a tranzakciókat csomópontok alcsoportjaihoz rendeli. Ez kevésbé költséges a szekvenciális feldolgozáshoz képest, ahol minden tranzakciót minden csomópontnak validálnia kell. Ráadásul a gyorsabb tranzakciós sebesség csökkenti a csomópontok közötti versenyt, ami tovább csökkenti a tranzakciós díjakat.
Záró gondolatok
A párhuzamosítás több tranzakció egyidejű feldolgozásának módszerére utal. Számos előnyt kínál, többek között nagyobb tranzakció-feldolgozási sebességet, jobb skálázhatóságot és alacsonyabb díjakat. A jövőben a párhuzamosítást más skálázási megoldásokkal, például a shardinggal kombinálva még nagyobb skálázhatóságot érhetünk el a blokklánchálózatokban.
