Kas ir paralelizācija, un kā tā darbojas?
Sākums
Raksti
Kas ir paralelizācija, un kā tā darbojas?

Kas ir paralelizācija, un kā tā darbojas?

Sarežģītākas tēmas
Publicēts May 10, 2024Atjaunināts Jun 21, 2024
6m

Galvenās atziņas

  • Blokķēdes kontekstā paralelizācija ir vairāku darījumu vienlaicīgas apstrādes metode.

  • Ir dažādu veidu paralelizācija, tostarp darījumu līmeņa, bloku līmeņa un viedo līgumu paralelizācija.

  • Paralelizācijai ir raksturīgas tādas priekšrocības kā ātrāka darījumu apstrāde, labāka mērogojamība un mazākas gāzes izmaksas.

Ievads

Efektīvai darījumu apstrādei ir būtiska nozīme centienos uzlabot blokķēdes tīklu veiktspēju un atrisināt blokķēdes mērogojamības problēmu. Šajā rakstā apskatīsim paralelizācijas pamatus, darbības principus, dažus no populārākajiem paralelizācijas veidiem un iespējamās priekšrocības.

Kas ir paralelizācija?

Paralelizācija (paralēla darījumu izpilde) ir metode, kas ļauj vienlaicīgi apstrādāt vairākus uzdevumus. Paralelizācija ir cieši saistīta ar paralēlo skaitļošanu – tas ir datorzinātnes termins, kas raksturo vairāku procesu vienlaicīgu izpildi.

Kā darbojas paralelizācija?

Paralelizācija organizē tīkla datus tā, lai varētu vienlaicīgi validēt vairākus darījumus, nevis tos apstrādāt secīgi (vienu pēc otra). Darījumu izpildes uzdevums tiek sadalīts starp vairākiem mezgliem. Katrs mezgls apstrādā atšķirīgus darījumu kopuma segmentus, paātrinot apstrādi un mazinot tīkla noslodzi. 

Paralēlajā darījumu apstrādē tīkls vienlaicīgi izpēta vairākus iespējamos stāvokļus, katrā no kuriem ir attēlotas noteiktas darījumu grupas validēšanas sekas. Tādējādi tīkls var novērtēt darījumu potenciālo ietekmi, pirms tie tiek oficiāli reģistrēti virsgrāmatā. Pēc šīs novērtēšanas mezgli vienojas par kopīgu stāvokli, kas atspoguļo šo paralēli veikto validējumu kolektīvo iznākumu.

Paralelizācijas modeļi

Pastāv divi galvenie blokķēdes paralelizācijas veidi – optimistiskā paralelizācija un stāvokļa piekļuves paralelizācija.

1. Optimistiskā paralelizācija. Optimistiskās paralelizācijas izpildes modelī tīkls izlaiž sākotnējās šķirošanas posmu un uzreiz sāk darījumu vienlaicīgu apstrādi. Šajā pieejā tiek pieņemts, ka vairums rindā gaidošo darījumu ir neatkarīgi, un tiek izmantota noteikta metode, lai pārskatītu un izlabotu darījumus, kas pēc izpildes ir uzskatāmi par savstarpēji atkarīgiem. Tas nozīmē, ka tad, ja darījumi sākotnēji tika uzskatīti par savstarpēji nesaistītiem, bet vēlāk atklājas, ka tie cits citu ietekmē, sistēma tos pielāgo, lai garantētu visu datu precizitāti.

2. Stāvokļa piekļuves paralelizācija. Stāvokļa piekļuves paralēlās izpildes modelī vispirms darījumi tiek sašķiroti atbilstoši to ietekmei uz tīkla stāvokli, ņemot vērā, piemēram, mijiedarbību ar noteiktiem viedajiem līgumiem vai kontiem. Tādējādi iespējams identificēt darījumus, ko var bez konflikta paralēli apstrādāt. Darījumi, kas nav savstarpēji saistīti, tiek izpildīti vienlaicīgi. Turpretī darījumi, kas ietekmē līdzīgus stāvokļa elementus, tiek apstrādāti noteiktā prioritārā secībā, kas ir atkarīga no gāzes komisijas maksām.

Paralelizācijas veidi

Darījumu līmeņa paralelizācija

Darījumu līmeņa paralelizācija ļauj vienlaicīgi apstrādāt vairākus darījumus. Tādējādi tiek uzlabota tīkla veiktspēja, palielinot apstrādāto darījumu skaitu sekundē (TPS). Tas arī samazina darījumu apstiprināšanai nepieciešamo laiku, uzlabojot tīkla vispārējo reaģētspēju. Šī veida paralelizācija ir īpaši noderīga blokķēdēs ar lielu darījumu apjomu, kur ir svarīgi saglabāt nemainīgi īsu apstrādes laiku. 

Darījumu līmeņa paralelizācijai ir raksturīgi arī zināmi izaicinājumi. Piemēram, darījumu vienlaicīga apstrāde var radīt datu atkarības, kur viena darījuma izvaddati var ietekmēt cita darījuma datus, tāpēc ir nepieciešamas sarežģītas datu pārvaldības stratēģijas, lai garantētu konsekvenci un uzticamību.

Bloku līmeņa paralelizācija

Bloku līmeņa paralelizācija paredz vienlaicīgu bloku izveidi un validāciju, lai tādējādi uzlabotu tīkla mērogojamību. Vienlaikus apstrādājot vairākus blokus, blokķēde var apstrādāt vairāk darījumu un tiek novērsta tīkla pārslodze. 

Taču bloku līmeņa paralelizācija ir pareizi jāievieš, lai novērstu negatīvu ietekmi uz blokķēdes drošību. Turklāt bloku līmeņa paralelizācijai ir nepieciešams vairāk skaitļošanas resursu, tāpēc tiek paaugstinātas aparatūras prasības tīkla mezgliem. Tas var ierobežot dažu lietotāju iespējas piedalīties tīkla darbībā un negatīvi ietekmēt tīkla decentralizāciju un pieejamību.

Viedo līgumu paralelizācija

Viedo līgumu paralelizācija nozīmē vairāku viedo līgumu paralēlu izpildi. Tas var uzlabot decentralizēto lietotņu (DApp) veiktspēju, veicinot to mērogojamību un reaģētspēju.

Viedo līgumu paralēlo izpildi nodrošina vairāki mehānismi. Piemēram, optimistiskie apkopojumi izpilda darījumus ārpus ķēdes un ar blokķēdi mijiedarbojas tikai, lai tos finalizētu, tādējādi mazinot galvenās ķēdes noslodzi. Ethereum mērogošanas risinājums Validium apvieno nulles zināšanu apliecinājumus ar ārpusķēdes skaitļošanu, vienlaikus nodrošinot viedo līgumu lietotnēm mērogojamību un privātumu.

Paralelizācijas priekšrocības

Liels darījumu apstrādes ātrums

Uzdevumu sadalīšana starp vairākiem mezgliem samazina darījumu izpildei nepieciešamo laiku un tādējādi paātrina darījumu apstrādi. Tīkli, kas izmanto paralelizāciju, parasti ir efektīvāki nekā tie, kas izmanto secīgas apstrādes modeļus.

Mērogojamību

Paralelizācija risina blokķēdes mērogojamības problēmu, sadalot darījumu validācijas procesu starp dažādiem mezgliem. Tas paātrina procesu un atbalsta horizontālo mērogošanu. Horizontālā mērogošana ļauj tīklam pievienot vai noņemt mezglus atbilstoši pieprasījuma izmaiņām.

Samazinātas gāzes izmaksas

Paralelizācija samazina komisijas maksas, sadalot darījumus starp mezglu apakšgrupām. Izmaksas ir mazākas, salīdzinot ar secīgo apstrādi, kur katrs mezgls validē katru darījumu. Turklāt ātrākas darījumu apstrādes rezultātā mazinās arī konkurence starp mezgliem, vēl vairāk samazinot darījumu komisijas maksas.

Noslēgumā

Paralelizācija ir vienlaicīgas vairāku darījumu apstrādes metode. Tai ir vairākas priekšrocības, piemēram, lielāks darījumu apstrādes ātrums, labāka mērogojamība un mazākas komisijas maksas. Nākotnē paralelizāciju varētu apvienot ar citiem mērogošanas risinājumiem, piemēram, slodzes dalīšanu, lai nodrošinātu vēl labāku mērogojamību blokķēdes tīklos.

Turpini lasīt

Atruna: šis saturs tiek tev nodrošināts nemainītā veidā un ir paredzēts tikai vispārīgai informācijai un izglītojošiem mērķiem; tas neietver nekādus apliecinājumus vai garantijas. Tas nav uzskatāms par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu un nav paredzēts kā ieteikums iegādāties kādu konkrētu produktu vai pakalpojumu. Aicinām tevi apspriesties ar atbilstošiem profesionāliem konsultantiem. Ja šo rakstu ir veidojis trešās puses autors, lūdzu, ņem vērā, ka tajā paustie viedokļi pieder attiecīgajam raksta autoram un neatspoguļo Binance Akadēmijas pārstāvju uzskatus. Pilnu atrunas tekstu lasi šeit. Digitālo aktīvu cenas var būt svārstīgas. Tavu ieguldījumu vērtība var samazināties vai pieaugt, un tu vari neatgūt ieguldīto summu. Tu uzņemies pilnu atbildību par saviem ieguldījumu lēmumiem, un Binance Akadēmija neatbild par taviem iespējamajiem zaudējumiem. Šī informācija nav uzskatāma par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu. Papildinformācijai lasi mūsu Lietošanas noteikumus un Brīdinājumu par riskiem.