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Auteur: Steve Source: 4pillars Traduction: Shan Ouba, Bit Chain Vision Realm
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« Parallel Exécution » est l’un des mots clés de l’industrie de la blockchain au cours de la dernière année.Cependant, afin de vraiment implémenter une implémentation parallèle, il a également besoin d’innovation dans divers domaines.
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L’un des SEI de traitement parallèle EVM a réalisé cette nécessité et envisage l’optimisation de la base de données depuis l’année dernière.Les résultats de ces efforts sont Sei DB.
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SEI DB transforme la structure de base de données unique traditionnelle en une structure modulaire divisée en deux couches.Il élimine les métadonnées inutiles et optimise l’accès à l’état, éliminant ainsi la faible efficacité du niveau de la base de données et améliorant les performances globales de la blockchain.La méthode SEI n’est pas seulement un bon exemple pour la blockchain qui poursuit le parallélisme, mais aussi pour les constructeurs qui visent à améliorer l’efficacité globale de la blockchain.
En 2023 et 2024, il existe de nombreux mots clés dans le cycle du marché de la blockchain.Cependant, j’ai constaté que les mots clés les plus intéressants de la technologie sont « la mise en œuvre quotidienne ».Bien que le marché soit familier avec le traitement parallèle EVM, je pense que grâce à des transactions parallèles, elle a fondamentalement amélioré les performances de la blockchain que l’EVM lui-même.
En parlant de « trading exécution parallèle », vous pouvez penser à diverses chaînes, mais la première chose à laquelle je pense est la blockchain SEI.Ils ne sont pas la première personne à introduire le concept de traitement parallèle en parallèle, mais ils jouent un rôle important dans la popularisation de ce mot-clé sur le marché.Au moment de la rédaction de cet article, le réseau SEI est devenu la première blockchain de couche 1 à être traitée dans un traitement parallèle.En effet, ils ont adopté une proposition de gouvernance qui prend en charge le traitement parallèle de l’EVM.
Le passage de la proposition de gouvernance SEI V2 est d’une grande importance, car il montre que le traitement parallèle du traitement parallèle qu’il a été considéré comme difficile à mettre en œuvre a atteint un stade pratique.Pourquoi est-il si difficile de demander des transactions parallèles?Mon enquête a révélé plusieurs raisons.Tout d’abord, les conflits sont susceptibles de se produire entre les transactions qui affectent le même état (comme la modification du même solde du compte).Lors de la détermination de l’ordre de transaction, la complexité augmentera.La chose la plus importante est que même si les affaires sont parallélisées dans la couche d’exécution, il est difficile d’obtenir une amélioration significative de l’évolutivité sans optimisation au niveau de la base de données.Ces problèmes font la mise en œuvre d’un traitement parallèle en parallèle.
Le co-fondateur de SEI et CTO Jayendra ont été soulignés via divers canaux multimédias (optimisation au niveau de la base de données).Si le traitement parallèle EVM ou le traitement parallèle des transactions générales n’est considéré que comme l’optimisation du niveau « d’exécution » de la blockchain, une amélioration significative de l’évolutivité ne peut pas être atteinte.Par conséquent, pour discuter des performances du traitement parallèle, il est nécessaire de résoudre la façon d’atteindre l’optimisation au niveau de la base de données.
Aujourd’hui, je veux parler de la façon dont la blockchain SEI optimise sa base de données.Veuillez noter que l’optimisation de la base de données n’est pas seulement un problème de prise en charge du traitement parallèle;Il s’agit d’un défi auquel sont confrontés à toute la blockchain haute performance qui doit gérer un grand nombre de transactions.Grâce à cet article, j’espère que les lecteurs pourront apprendre plus profondément pour SEI V2, et j’espère également que ceux qui conçoivent la blockchain à haute performance peuvent obtenir des informations précieuses pour concevoir des bases de données dans la blockchain haute performance.
1. Question du stockage de la blockchain: Expansion de l’État
1.1 Quel est l’état dans la blockchain?
Avant de discuter du problème de stockage, nous devons définir la signification de l’État.Quel est l’état en arrière-plan de la blockchain?Le statut fait référence aux informations de tous les comptes de la blockchain, y compris les informations détaillées du compte lui-même, le solde du compte et le code du contrat.Par conséquent, lors de la négociation sur la blockchain, cela affecte inévitablement un état spécifique.Par exemple, si A est transféré à B à B, les soldes de A et B doivent être mis à jour.C’est le sens du changement du pays.Quel impact l’État change-t-il?Généralement, nous ne pensons pas que l’État ne soit augmenté que par les changements, mais même la transaction qui ne change que l’État laissera les enregistrements commerciaux dans l’histoire de la blockchain (ce type de données est appelé État historique).Par conséquent, on peut dire que même la transaction avec les modifications d’état augmentera légèrement la taille de l’État.En d’autres termes, toutes les transactions sur toutes les chaînes aident la croissance du pays.
1.2 Le problème de croissance du statut dans la blockchain rapide
Comme je l’ai expliqué précédemment, la transaction en chaîne aide la croissance de l’État.Pour une blockchain rapide comme SEI, il gère plus de transactions dans un délai donné par rapport à d’autres blockchain, le taux de croissance de l’État sera plus rapide.Si nous ajoutons davantage la prise en charge de la mise en œuvre parallèle des transactions, le statut augmentera plus rapidement, ce qui entraînera plusieurs problèmes:
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Augmentez le coût de fonctionnement du nœud: l’ensemble du nœud doit stocker l’intégralité de l’état de la blockchain, ce qui augmente le coût de stockage et rend difficile le fonctionnement du nœud sur la blockchain.Cela peut conduire à la centralisation car le seuil d’entrée pour l’exécution d’un nœud complet devient plus élevé.
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Les performances de la blockchain diminuent: un grand état signifie que les nœuds ont besoin de plus de temps pour traiter et vérifier les transactions.Chaque fois qu’une transaction qui modifie l’état de la blockchain, les nœuds doivent lire et mettre à jour les valeurs d’état connexes.Avec la croissance de l’État, davantage de données doivent être accessibles et une plus grande valeur de l’État doit être modifiée.Cela entraînera éventuellement des performances de blockchain plus lentes.
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Problème de synchronisation des nœuds: la blockchain est fondamentalement impliquée dans plusieurs nœuds partagés ledger et le grand livre synchronisé et efficace.Si l’État devient trop grand, l’ajout de nouveaux nœuds deviendra très difficile.Le nouveau nœud doit télécharger l’ensemble du grand livre de la chaîne pour participer au réseau principal.La chaîne prend le « instantané » de l’ensemble des enregistrements à un point spécifique.Cependant, si la chaîne est trop grande, il faut beaucoup de temps pour prendre un instantané, et pendant cette période, la blockchain continue d’ajouter de nouvelles transactions et données.Cette différence peut rendre la synchronisation de nouveaux nœuds difficile.Les nœuds simultanés et arriérés seront également confrontés à beaucoup de temps et de coûts à rattraper, ce qui rend les problèmes de performances et rendra de nouveaux nœuds plus difficiles à rejoindre, ce qui peut entraîner des problèmes centralisés.
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État historique
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Statut d’activité
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Lorsque la transaction se produit, lisez l’état de MemIAVL et l’exécution des transactions entraînera des modifications d’état (également appelées modifications)
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L’ensemble de modifications est d’abord appliqué à l’arborescence Memiavl, puis vous pouvez re-calculer le nouveau hachage.
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La valeur de la racine d’état nouvellement calculée est incluse dans la tête de bloc et la transaction d’étiquette a été enregistrée avec succès sur la blockchain.
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Dans différents goroutine, ces modifications sont asynchrones asynchrones dans un fichier WAL et peuvent être utilisées pour récupérer (si vous devez restaurer un nœud, vous pouvez utiliser l’instantané récent et les informations stockées dans WAL pour la récupération).).).
Le problème qui devient trop grand dans la blockchain est appelé l’expansion de l’État.Si la transaction est implémentée parallèle sans amélioration de la base de données, le statut sera encore élargi, conduisant à divers problèmes.Ces problèmes finissent par entraver la réalisation des avantages apportés par la mise en œuvre parallèle des affaires.SEI a réalisé ce problème depuis le début, et le résultat de cette compréhension est Sei DB.Alors, qu’est-ce que SEI DB se concentre sur la conception et dans quelle mesure la base de données améliore-t-elle?
2. Introduire SEI DB, la blockchain la plus rapide et la base de données la plus rapide
Le SEI V1 utilise des structures de base de données ordinaires basées sur des structures d’arbres Adelson-Velsky et Landis (IAVL).Dans Ethereum, un concept similaire est Merkle Patricia Trie (MPT).Cependant, cette structure s’est avérée inefficace dans plusieurs aspects: 1) il doit stocker une grande quantité de métadonnées sur chaque nœud.Les données dépassent les attentes.Afin de résoudre ces problèmes inefficaces, SEI a lancé SEI DB, qui est une architecture de base de données modulaire qui divise le stockage en deux couches.
Pourquoi diviser la base de données en deux couches?Parce que le pays lui-même est divisé en état historique et état actif.Afin de mieux comprendre la DB SEI, il est nécessaire de définir les deux types de ces deux types:
L’État historique fait référence à tout l’État enregistré devant la dernière hauteur du bloc de la blockchain.En d’autres termes, il contient tous les enregistrements passés de la blockchain, à l’exclusion des blocs actuellement traités.Par exemple, tous les enregistrements des utilisateurs dans le passé sont historiquement état.
L’état de l’activité implique des informations liées à la dernière hauteur du bloc.En termes simples, il comprend les dernières informations enregistrées sur la blockchain, comme le solde actuel de l’utilisateur.
Même à partir de ces définitions, il est clair que l’état historique et le statut de l’activité contiennent des informations différentes, et l’état historique est beaucoup plus lourd que le statut d’activité.SEI vise à optimiser la base de données en gérant ces deux types d’états à différents endroits.
SEI DB est divisé en 1) l’engagement d’état (couche SC) et 2) la couche de stockage d’état (couche SS).Étudions les caractères de ces couches et comment ils interagissent.
2.1 Couche de promesse d’état (couche SC)
La couche de promesse de statut pour gérer l’état de la blockchain SEI.Le composant le plus critique de la couche SC est l’arborescence IAVL de cartographie de mémoire (MEMIAVL), qui est une version modifiée de l’arborescence IAVL utilisée dans Cosmos SDK.La modification de la faible efficacité mentionnée plus tôt et a optimisé l’accès à l’état.Mais pourquoi Memiavl est-il si efficace pour l’accès au statut?Pour comprendre cela, nous devons étudier le concept de cartographie de la mémoire utilisé par SEI.
Généralement, lors du traitement des fichiers, utilisez des pointeurs descriptifs ou de la structure de fichiers pour y accéder, ce qui nécessite des opérations d’entrée et de sortie via un tampon.Le mappage de mémoire (mmap ()) résout ce problème en mappant le fichier dans l’espace d’adressage virtuel du processus, permettant de lire ou d’écrire des données sans utiliser de fonctions de lecture ou d’écriture.
Selon SEI, MEMIAVL peut atteindre un accès au statut dans les centaines de secondes de l’ongle par rapport à la structure des arbres traditionnelle, la vitesse d’écriture est de 10 à 287 fois plus rapide et la vitesse de lecture est 10 fois plus rapide.
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(La figure ci-dessus se concentre sur l’écriture (soumission) au lieu de la lecture du statut. Ce résultat montre que la combinaison de SEIDB et de soumission asynchrone a permis d’améliorer les performances significatives.)
Afin de faciliter la compréhension, décrivons l’ensemble du cycle de vie des transactions enregistrées sur la blockchain à l’aide de MemiAVL:
Ces changements ont fondamentalement réduit l’utilisation des processeurs et de la mémoire, permettant à SEI de construire une blockchain anormalement rapide sans avoir besoin de spécifications matérielles élevées.
2.2 Couche de stockage d’état (couche SS)
L’état de l’activité le plus critique de l’état soumettant la gestion des couches, et tous les enregistrements avant l’état de l’activité de traitement de la couche de stockage, également connu sous le nom d’état historique.La couche de stockage d’état du SEI V2 se compose de trois composants clés.
2.2.1 Stockage de valeur de clé d’origine
Quiconque connaît la blockchain rencontrera le concept de paire de valeurs clés.La structure de stockage de données utilise la clé comme identifiant unique et la valeur d’utilisation est utilisée comme données associées.Par exemple, dans le contexte de la blockchain, le solde du compte ou l’état du contrat est représenté par la clé, et les données correspondantes (telles que le nombre de jeton dans le compte) est la valeur.
Bien que les structures de stockage de la valeur clé soient courantes dans d’autres blockchains et bases de données, le SEI est optimisé en minimisant le stockage des meta-data, réduisant ainsi la quantité de données de stockage.De plus, comme la clé est directement mappée à la valeur, il n’y a pas de couche d’abstraction supplémentaire, donc la vitesse d’accès aux données est plus rapide, améliorant ainsi l’efficacité globale de la blockchain.
2.2.2 Base de données flexible
L’efficacité de la structure de la base de données est tout aussi importante que son support pour divers backends de stockage.Il est nécessaire que l’utilisation d’un seul stockage de stockage soit obligé d’utiliser un seul stockage de stockage peut être restreint, car cela les empêchera d’optimiser le back-end pour répondre à leurs besoins spécifiques.SEI V2 prend en charge PebbledB, RocksDB et SQLite, permettant aux nœuds de sélectionner la base de données qui convient le plus à ses besoins.Les caractéristiques de ces trois bases de données sont comparées ci-dessous:
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Les caractéristiques de la base de données prises en charge par SEI V2 sont cohérentes avec les performances de SEI.Chacune de ces bases de données est optimisée, ce qui peut traiter efficacement les données à grande échelle et minimiser l’écriture et la libération à grande échelle (c’est-à-dire réduire la fréquence de l’écriture de données au disque).
SEI a déclaré que PebbledB a montré les meilleures performances dans la base de données prise en charge.Cependant, il convient de noter que ces bases de données ont leurs propres avantages et inconvénients.Pour des avantages et des inconvénients détaillés, vous pouvez vous référer au tableau de comparaison fourni par l’équipe SEI.
2.2.3 élagage asynchrone
Enfin, la composante à discuter est une coupe asynchrone.Dans le contexte de la blockchain, la coupe fait référence au processus de suppression des données inutiles ou obsolètes de la blockchain.Traditionnellement, l’opération de coupe aura un impact négatif sur les performances du réseau.Cependant, l’exécution asynchrone SEI des opérations d’élagage signifie que ces tâches sont mises en œuvre en arrière-plan, ce qui n’affectera pas les principales opérations de blockchain.Cette méthode permet à SEI d’optimiser les données d’état historique et de réduire les besoins de stockage des nœuds sans affecter les performances de la blockchain.
En résumé, la méthode de gestion de la base de données innovante de SEI V2, y compris le stockage de valeur de clé d’origine, le support de dos de base de données flexible et la taille asynchrone pour assurer des activités de traitement efficaces et des données de statut historique, améliorant ainsi les performances globales de la blockchain et l’étendue évolutive de l’expansion de l’évolution de la prolongation de l’Expansion évolutive de Le sexe de la blockchain.
3. Les résultats de la mise en œuvre de SEI DB
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Nous avons maintenant exploré les deux couches de SEIDB (couche de soumission d’état et couche de stockage d’état) et étudié les caractères et les fonctions de chaque couche.Grâce à cette explication, nous avons appris que SEIDB a théoriquement amélioré les performances de la blockchain SEI via des bases de données et l’avoir optimisée.Cependant, la chose la plus importante est le résultat réel.Lorsque l’équipe SEI implémente Seidb dans l’environnement du réseau de test, les données suivantes sont obtenues:
1. Réduire l’état de l’activité
La taille de l’état de l’activité stockée en mémoire a été mesurée et les résultats ont montré que la taille de l’activité a été réduite de 60%.
2. Le taux de croissance des données historiques diminue
Évaluez le taux de croissance de l’état historique, et il est constaté qu’il est plus de 90% plus lent que la base de données précédente.
3. Le temps de synchronisation est réduit
Le temps nécessaire pour mesurer l’état de synchronisation du nœud a montré que la vitesse augmentait d’environ 1 200%.
4. Diminuement du temps de loterie
Le temps requis dans le bloc synchrone du point d’instantané à la dernière hauteur du bloc, la vitesse d’affichage est doublée que la base de données précédente.
5. Une diminution du temps de soumission des blocs
Le temps nécessaire pour soumettre le bloc à la blockchain a été mesuré, et le résultat a montré que la vitesse a été augmentée de 287 fois par rapport à la base de données précédente.
6.TPS (nombre de transactions par seconde)
Le temps requis pour le bureau de traitement a été mesuré et les résultats ont montré que la vitesse a été augmentée de plus que doublée par rapport à la base de données précédente.
Sur la base de ces indicateurs, la mise en œuvre de SEI V2 via SEIDB montrera une amélioration significative des performances.Bien qu’il soit couvert par le récit principal de la compatibilité EVM, l’amélioration à long terme de SEI est susceptible de changer les niveaux de base de données.
4. Dans l’attente de l’avenir: au-delà du récit et apporter des contributions réelles
L’ère SEI V2 est arrivée.Sur le marché crucial, SEI V2 rappelle généralement le « traitement parallèle EVM ».Cependant, si vous étudiez soigneusement les modifications provoquées par la mise à niveau V2, vous constaterez que la transformation intensive de la technologie dépasse de loin la portée du support EVM et de l’amélioration du traitement parallèle.Bien que les indicateurs de performance que j’ai mentionnés précédemment ne soient que les résultats des tests avant la publication du réseau principal V2, l’impact réel doit encore être observé.Néanmoins, ces efforts sont dignes d’attention continue, car les performances réelles de SEI V2 peuvent inspirer d’autres blockchain de la couche 1 pour tester et améliorer sa base de données, ce qui réalise un objectif plus large de « l’amélioration des performances de la blockchain ».
Dès le début, SEI a poursuivi un seul objectif de devenir une « blockchain rapide » et a mené des recherches approfondies pour atteindre cet objectif.En tant que chercheur, je les félicite incessants à la mise en œuvre de la blockchain rapide.En outre, j’espère que leurs recherches pourront continuer à développer et à apporter une meilleure innovation de base de données.Ces efforts nous permettront de construire une excellente blockchain et, finalement, rendront la technologie de la blockchain plus susceptible d’être utilisée par un public plus étendu.
