区块链网络中的并行性：网络如何同时处理多个交易？

迫切需要更快的处理

区块链网络面临一个根本性的挑战：如何在不停止或出现瓶颈的情况下，每秒处理成千上万的交易？此时，并行性作为一种革命性的技术解决方案应运而生。与其逐一处理每笔交易(，不如让网络能够在同一时刻检查和验证多笔交易。

这种方法从根本上改变了区块链的工作方式。网络可以同时处理两个交易，而不是等待第二个交易完成第一个交易，从而提高效率并减少拥堵。

并行在实际层面上是如何工作的？

当多个交易到达网络时，区块链节点以智能的方式组织这些数据，从而允许同步验证。处理任务分配给多个节点，每个节点承担一部分工作负载，而不是由单个节点处理所有内容。

在并行处理期间，网络同时检验多个场景，每个场景代表一组特定交易的不同结果。这个同步评估允许系统在最终将交易记录到网络的公共账本之前，看到交易的潜在影响。随后，所有节点达成一致，形成一个统一的状态，反映这些并行操作的总体结果。

两种主要的并行执行模型

) 乐观模型：快速处理，无需预检

在这个模型中，网络跳过了初步排序步骤，直接同时处理交易。这里的基本想法是假设大多数在等待列表中的交易彼此独立，即它们不会相互影响。

系统采用审查和修正策略：如果后来发现某些交易之间存在依赖关系###，系统将对其进行调整和重新排序。这确保了数据在发生冲突或对立时仍然保持正确和准确。

( 案例分类模型：执行前的智能排序

该模型以额外一步开始：根据其对网络状态的影响对交易进行分类。例如，系统确定哪些交易与特定智能合约互动，哪些交易影响特定账户。

根据这一分类，彼此之间没有冲突的交易会直接并行执行。而影响网络中相同元素的交易则会按照特定顺序处理，通常根据交易费用的优先级。

三个级别的并行应用

) 单个交易的并行

此水平允许同时处理多个交易，显著提高网络的生产率。网络每秒可以执行更多的交易###，这被称为TPS###，最重要的是，它减少了确认每笔交易所需的时间。

但是这种模式带来了真正的技术挑战。处理并发交易可能会产生复杂的依赖关系，其中一笔交易的结果可能会影响另一笔交易的结果。管理这些依赖关系并确保一致性需要先进的编程策略。

( 区块级别的并行

与逐个处理交易不同，这种模式允许同时创建和验证多个区块。结果是一个更具包容性和防止瓶颈的网络。

然而，这种方法需要更复杂的计算和更多的计算资源。网络中的每个节点都需要更高的处理能力，这可能会限制能够安全有效地运行节点的人数。

) 智能合约执行的并行性

去中心化区块链应用###DApps###直接受益于同时执行多个智能合约。这显著提高了性能和速度。

一些技术解决方案简化了这种模式。例如，使用乐观模型的聚合在主网络之外处理交易，然后仅记录最终结果，从而减轻了巨大的负担。还有一些解决方案将先进的加密技术与链外处理相结合，提供了更大的扩展性，同时保持隐私。

平行的具体优势

( 我们从未见过的处理速度

在多个节点上分配任务意味着更短的执行时间。应用并行的网络通常比遵循传统串行模型的网络更快、更高效。

) 真实的可扩展性而非理论

并行处理通过将交易验证过程分散到不同的节点来解决扩展问题。这加快了过程，并支持所谓的横向扩展，网络可以根据需求波动添加或移除节点。

实际交易费用降低

在子节点上处理交易的成本低于处理每个交易都需要检查每个节点的串行处理。此外，交易速度的提高减少了用户之间对费用的竞争，从而进一步降低了成本。

当前挑战与未来展望

尽管具有巨大的优势，但并行处理带来了复杂的技术挑战。确保结果不冲突、在同步处理期间保持网络安全以及管理计算资源——这一切都需要先进而周到的解决方案。

未来充满了令人期待的可能性。将并行性与其他扩展解决方案如分片相结合，可能会为区块链网络开辟全新的视野，使其能够高效地处理大量交易。