引介:Turbo-Geth 客户端:数据库改进

几个月以前,我加入了 Turbo-Geth 团队,开始主动给 Trubo-Geth 客户端贡献代码。Turbo-Geth 客户端是 Geth 客户端的一个另类版本(当前仍在开发),其目标是做得比原有的客户端运行速度更快、更高效。那么 Turbo-Geth 实现这个目标的办法包括下面几项:

进一步优化数据库结构

在需要与状态数据交互的场合,减少对数据库的读、写操作

优化状态树操作的效率(有可能需要改变现有状态树的数据结构)

在本文中,我会着重指出 Turbo-Geth 和 Geth 在数据库上的不同之处。主要的区别在于:

不同的数据库(使用 Bolt,而非 LevelDB)

按桶(bucket)来细分数据库

那么,本文的主要内容也就跟这两点相关。

Bolt 和 LevelDB 其实非常相似,两者都是 “键-值对”(key-value)存储,设计目标都是为不需要完整数据库服务器的项目提供简单、快捷且可靠的数据库。Geth 选用的数据库是 LevelDB,而 Turbo-Geth 选用的是 Bolt。

555.55克拉巨型天然黑钻在苏富比以430万美元的加密货币卖出:2月11日消息,一颗有10亿年历史的555.55克拉巨型天然黑钻在苏富比拍卖行卖出,买家以316万英镑(约430万美元)的加密货币拍下,苏富比没有透露买家身份,但企业家、区块链存款证明平台 PulseX.com创始人 Richard Heart 在推特上宣布,他拍得了这颗钻石,并将其重新命名为“HEX.com 钻石”。报道称,这颗原被称为“谜”的精美天然黑色钻石于2006年在吉尼斯世界纪录中被评为世界上最大的切割钻石,苏富比称这颗钻石是“人类已知的最稀有、有十亿年历史的奇迹之一”。(CNBC)[2022/2/11 9:44:07]

但两者也有一个关键区别:组织数据的方式。LevelDB 是一个 LSM (Log-Structured Merged-Tree)数据库,而 Bolt 使用 bucket,而且每一个 bucket 都包含着一个 B+- Tree 结构。我们可以把一个 bucket 当作 “大数据库里的一个小数据库”。

那么,两者之间的主要区别在于:LSM 数据库是为重度添加操作(appending)和范围扫描操作(range scanning)优化的,而不是为随机读取的性能优化的;为了提供一致性,它不允许同时对数据库执行读、写操作。也是出于性能考虑,这种数据库是没有实现原子性的。Bolt 则反之,插入操作(inserting)速度较慢,但是随机读取速度较快,实现了原子性,而且可以同时对数据库读写。

以太坊链上的比特币锚定币发行量突破6万枚:金色财经报道,Debank数据显示,以太坊链上的比特币锚定币发行量突破6万枚,达到61,212枚。纳入统计的包括WBTC、renBTC、sBTC、imBTC、HBTC、BTC++、pBTC以及tBTC。其中WBTC所占份额最高,当前发行量为39,104,占比63.88%,其次为renbBTC,发行量为15,990(26.12%)。

值得注意的是,8月份以来,renbBTC的发行量增加了6倍。8月1日,renbBTC的发行量为2,244枚,占比仅为10.93%。

注,BTC 锚定币是发行在非比特币网络上的价格锚定于原生比特币的一类特殊代币。[2020/9/3]

我们再稍微解释一下原子性:

原子性:“原子” 意味着不可分割。假设现在我们要给一个数据库存储多个哈希值,而其中一个在插入数据库时失败了,如果此时所有哈希值的操作都会同时撤销,这就叫做原子性。Turbo-Geth 就有这样的特性,只有所有哈希值的插入操作都成功时,这个操作才能成功。而没有实现原子性的数据库(比如 LevelDB)则意味着,必须使用一个 workaround 以安全地将数据插入数据库。换句话来说,在这个点上,我们觉得 Bolt 更好,因为他在给数据库添加数据时更安全。

如前所述,Turbo-Geth 是切分成多个 bucket 的。每个 bucket 都是大数据库中的一个小数据,各自包含了一个 B+-Tree 结构。

下面便是 Turbo-Geth 数据库在区块高度 9,346,492 处的切分:

- Turbo-Geth 的 Archive 节点的数据区分(区块高度为 9,346,492)-

Geth 客户端的 Archive 大小(区块高度 9346492): 3.7 TBParity 客户端的 Archive 大小(区块高度 9346492): 3.6 TBTurbo-Geth 客户端的 Archive 大小(区块高度 9346492): 652.62 GB每一个部分都存储在一个 bucket 里面。其中主要部分的简要解释如下:

原象(preimage):哈希值与地址之间的管理,以及存储位置哈希值与存储位置之间的关联

收据(receipt):交易收据

合约存储内容的历史(History of Storage):合约存储内容的变更历史

账户历史(History of Accounts):账户的变更历史

区块头:每个区块的区块头

区块体:每个区块的区块体

合约存储内容(Contract Storage):就是合约存储内容

ChangeSet:数据库变更历史

账户:账户

使用这么多 bucket ,是为了让构成大数据库的各 B+-Tree 树高不至于太高,这样跟数据库的交互就会比较容易。换句话说,这是在使用多个 bucket 来提高读取数据库的性能。

在切换到 Bolt 之后,Turbo-Geth 在处理随机键(比如交易哈希值)时遇到了一些问题,因为 Bolt 会在提交数据之前对这些键进行排序(sort),又因为这些哈希值都是随机的,而且数量很多,所以产生了大量的排序需求,然后导致大量的写入放大现象(write amplification,实际写入的物理数据量是写入数据量的多倍)。而 BadgerDB 使用 log-structured-merge(LSM)模式,似乎是一个更好的选择。这个问题仍在研究当中,不过,我们已经实现了一个 workaround 来解决这个问题。

这里有一个图表,显示了 BadgerDB 和 BoltDB 在整体性能上的对比(感谢 Alexey Akhunov 制图):

Turbo-Geth 客户端通过下列(数据库)手段来优化以太坊的性能:

使用多个 bucket,以更迅速地检索某些数据片

使用 B+-Tree 而非 LSM

如果你想给我们捐赠,可以通过 Gitcoin。

郑重声明: 本文版权归原作者所有, 转载文章仅为传播更多信息之目的, 如作者信息标记有误, 请第一时间联系我们修改或删除, 多谢。

金智博客

屎币比特币ETF被拒后 美国SEC委员指责SEC“转换标准”

美国证券交易委员会(SEC)拒绝了总部位于纽约的Wilshire Phoenix公司的比特币交易所交易基金(ETF)申请,理由是市场操纵问题仍持续存在,而且缺乏监管共享协议。 海丝特委员“加密妈妈”皮尔斯对此公开表达了反对意见。 纽约证交所Arca提交了一份修改规则的提案,允许Wilshire-Phoenix的美国比特币和财政部投资信托基金上市交易。

[0:15ms0-6:788ms