區塊鏈網路中的並行性：網路如何同時處理多個交易？

迫切需要更快的處理

區塊鏈網路面臨一個根本性的挑戰：如何在不停止或出現瓶頸的情況下，每秒處理成千上萬的交易？此時，並行性作爲一種革命性的技術解決方案應運而生。與其逐一處理每筆交易(，不如讓網路能夠在同一時刻檢查和驗證多筆交易。

這種方法從根本上改變了區塊鏈的工作方式。網路可以同時處理兩個交易，而不是等待第二個交易完成第一個交易，從而提高效率並減少擁堵。

並行在實際層面上是如何工作的？

當多個交易到達網路時，區塊鏈節點以智能的方式組織這些數據，從而允許同步驗證。處理任務分配給多個節點，每個節點承擔一部分工作負載，而不是由單個節點處理所有內容。

在並行處理期間，網路同時檢驗多個場景，每個場景代表一組特定交易的不同結果。這個同步評估允許系統在最終將交易記錄到網路的公共帳本之前，看到交易的潛在影響。隨後，所有節點達成一致，形成一個統一的狀態，反映這些並行操作的總體結果。

兩種主要的並行執行模型

) 樂觀模型：快速處理，無需預檢

在這個模型中，網路跳過了初步排序步驟，直接同時處理交易。這裏的基本想法是假設大多數在等待列表中的交易彼此獨立，即它們不會相互影響。

系統採用審查和修正策略：如果後來發現某些交易之間存在依賴關係###，系統將對其進行調整和重新排序。這確保了數據在發生衝突或對立時仍然保持正確和準確。

( 案例分類模型：執行前的智能排序

該模型以額外一步開始：根據其對網路狀態的影響對交易進行分類。例如，系統確定哪些交易與特定智能合約互動，哪些交易影響特定帳戶。

根據這一分類，彼此之間沒有衝突的交易會直接並行執行。而影響網路中相同元素的交易則會按照特定順序處理，通常根據交易費用的優先級。

三個級別的並行應用

) 單個交易的並行

此水平允許同時處理多個交易，顯著提高網路的生產率。網路每秒可以執行更多的交易###，這被稱爲TPS###，最重要的是，它減少了確認每筆交易所需的時間。

但是這種模式帶來了真正的技術挑戰。處理並發交易可能會產生復雜的依賴關係，其中一筆交易的結果可能會影響另一筆交易的結果。管理這些依賴關係並確保一致性需要先進的編程策略。

( 區塊級別的並行

與逐個處理交易不同，這種模式允許同時創建和驗證多個區塊。結果是一個更具包容性和防止瓶頸的網路。

然而，這種方法需要更復雜的計算和更多的計算資源。網路中的每個節點都需要更高的處理能力，這可能會限制能夠安全有效地運行節點的人數。

) 智能合約執行的並行性

去中心化區塊鏈應用###DApps###直接受益於同時執行多個智能合約。這顯著提高了性能和速度。

一些技術解決方案簡化了這種模式。例如，使用樂觀模型的聚合在主網絡之外處理交易，然後僅記錄最終結果，從而減輕了巨大的負擔。還有一些解決方案將先進的加密技術與鏈外處理相結合，提供了更大的擴展性，同時保持隱私。

平行的具體優勢

( 我們從未見過的處理速度

在多個節點上分配任務意味着更短的執行時間。應用並行的網路通常比遵循傳統串行模型的網路更快、更高效。

) 真實的可擴展性而非理論

並行處理通過將交易驗證過程分散到不同的節點來解決擴展問題。這加快了過程，並支持所謂的橫向擴展，網路可以根據需求波動添加或移除節點。

實際交易費用降低

在子節點上處理交易的成本低於處理每個交易都需要檢查每個節點的串行處理。此外，交易速度的提高減少了用戶之間對費用的競爭，從而進一步降低了成本。

當前挑戰與未來展望

盡管具有巨大的優勢，但並行處理帶來了復雜的技術挑戰。確保結果不衝突、在同步處理期間保持網路安全以及管理計算資源——這一切都需要先進而周到的解決方案。

未來充滿了令人期待的可能性。將並行性與其他擴展解決方案如分片相結合，可能會爲區塊鏈網路開闢全新的視野，使其能夠高效地處理大量交易。