EOS白皮书研习（三）---应用并行

基于EOS.IO软件的区块链中，一旦启用并行操作，块生产者的工作就是将Action传递到独立的碎片中，以便可以并行评估它们。由于生产者生成时间表的过程不需要是确定性的。因此，块生产者可以利用并行算法来安排交易。

区块链共识依赖于确定性的行为。所有并行执行必须使用互斥锁或其他锁定机制。

2018年6月发布的EOS软件版本将是单线程的，但它已预留实现了多线程并行执行所需的数据结构。

平行执行时，当一个脚本生成一个新的Action时，不会立即被传递，而是在下一个周期中传递。原因是因为接收方可能正在主动修改其他分片中的状态。

 最大限度地减少通信延迟

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延迟时间是指一个帐户向另一个帐户发送操作并接收响应所需的时间。为了让两个账户能够在一个块内而非块与块之间来回交换Actions，EOS.IO软件将每个块分成多个周期。每个周期分为碎片，每个碎片包含一个事务列表。每笔交易都包含一组要交付的行动。

一个周期内生成的交易可以在后续任何周期或块中交付。块生产者将持续增加周期到块，直到最大挂钟时间已过或者没有新生成的事务要交付。

可以使用块的静态分析来验证在给定周期内没有两个分片包含修改相同帐户的事务。只要保持该不变量，可以通过并行运行所有碎片来处理块。

处理程序只读操作

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如果某些帐户只通过以只读操作方式处理Action，那么这些处理程序可以并行执行，只要特定帐户的只读操作处理程序包含在特定周期内的一个或多个分片中。

多帐户原子交易

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有时候我们需要保证多账号操作的原子性收发，将两个操作都放置在一个交易中，并且这两个帐户将分配相同的分片并按顺序操作。

评估区块链状态

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区块链技术需要组件是模块化的。每个人都不应该运行一切，特别是如果他们只需要使用一小部分应用程序。

交易所应用程序开发人员运行完整节点以向其用户显示交换状态。此交易所应用程序不需要与社交媒体应用程序相关的状态。EOS.IO软件允许任何完整节点选择要运行的应用程序的任何子集。如果应用程序不依赖于其他合同的状态，则交付给其他应用程序的操作将被安全忽略。

最佳调度

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EOS.IO软件不允许区块生产商将任何操作交付给任何其他帐户。每个块生产者对处理交易所需的计算复杂性和时间做出自己的主观预测。这决定于交易是由用户生成还是由智能合约自动生成。

 EOS.IO软件的区块链中，在网络层面上，所有交易都根据执行的WASM指令数量来计算带宽成本。但是，EOS系统上的每个块生产者可以使用他们自己的算法和度量来计算资源使用情况。当一个区块生产者得出结论：一个交易或账户消耗了不成比例的计算能力时，可以在生产自己的区块时，拒绝该交易; 但是，如果其他区块生产商认为其有效，他们仍将处理交易。

一般来说，在资源使用限制下，1个区块生产者认为交易有效，则所有其他区块生产者也将接受它，但交易可能需要1分钟才能找到该生产者。

在某些情况下，生产者可能会创建一个块，其中包括处于可接受范围之外的数量级的交易。在这种情况下，下一个区块生产者可以选择拒绝该区块，并且该联盟将被第三个生产者打破。这与如果大块导致网络传播延迟会发生什么不同。社区会注意到一种滥用模式，并最终取消恶意者的投票。

这种计算成本的主观评估方式，使得区块链不必精确地和确定地测量运行需要多长时间。根据这个设计，就没有必要精确计算能够在不违反共识的情况下大幅增加优化机会的指令。  

延时交易

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EOS.IO软件支持在未来某个时间才执行的延时交易操作。这使计算能够移动到不同的分片或创建长时间持续交易的运行的流程。

上下文免费操作

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上下文无关操作取决于交易数据的计算，而不取决于区块链状态。例如，签名验证是一种只需要交易数据和签名以确定签署交易的公钥的计算。这是区块链必须执行的最昂贵的单个计算之一，但由于此计算是上下文无关的，因此可以并行执行。

上下文无关操作与其他用户的Actions类似，只是它们无法访问区块链状态来执行验证。这不仅使EOS.IO能够并行处理诸如签名验证等所有上下文无关操作，更重要的是，这可以实现通用的签名验证。 

通过支持上下文自由操作，诸如分片，雷电，闪电，状态通道等的可伸缩性技术变得更加实用。这种方式实现了区块链间的高效通信和潜在的无限可扩展性。

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