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概念普及:
吞吐量:网络中的吞吐量就相当于人吃饭排泄一样,当你在访问某个网站点开这个链接的时候,就相当于人吃下去食物了;当服务器接收到你的链接请求后,然后给你返回相应数据使该网页呈现在你的面前,就相当于这个人吃进去的东西消化完毕且把废物排泄出来了,这整个过程就是一个吞吐。一个人自从吃进去事物到排泄出去所需要的时间就相当于网络一个吞吐所需要的时间,单位时间内吞吐的次数,用吞吐量来形容。
传统数据库的分片技术:传统的分片技术分为 水平分片 和 垂直分片。大意就是如果有一个很大的仓库,里面放了很多货物,但是这个仓库只有一个出入口,所以在取货存货的时候,效率就会低很多。但是如果把这个大仓库改用成10个较小的仓库,那么同时存货取货的效率就会高10倍。这个过程就想当于分片。
熟悉区块链的朋友们都知道公链的吞吐量一直是一个诟病,比如比特币和以太坊的吞吐量每秒只有个位数的吞吐量,如果想要在以太坊上面搭载一个吞吐量需求较大的Dapp,那么这条公链就需要可扩展性。所以引出了今天的主角——分片技术!
啥?你之前不是已经写过一篇闪电网络的关于这个问题的文章了吗?那这个分片技术有什么不同呢?
区别还是有很大不同的,分片技术在解决扩容问题上,它可以进行水平扩容,也就是说它是动态扩展的,使用了分片技术的公链,它的吞吐量会随着网络需求的拓展而动态增加,所以这种技术较其他的会有很大的优势,因为它是动态的。
现有的扩容问题
因为现有的公链的吞吐量很小,每秒只能平均处理7-10笔交易,所以这将阻碍了那些对吞吐量有较高要求的应用在这些链上的发展,比如即时聊天、实时支付这样有巨大应用需求的产品。
可能有些同学还是不明白为什么区块链的吞吐量这么小,其实是因为所有区块链都必须遵循一个共识协议:整个区块链网络是由一个个节点链接起来的,然后要求每一个完全参与的节点都必须要验证每一笔交易,而且这些节点还必须跟全网的所有其他节点保持一致,这就是常说的分布式账本,可以最大限度的保证全网的安全。
也是因为这样的机制,虽然在容错性、安全性、政治中心和真实性上面有很大的优势,但是这种方式是以降低扩展性为代价的。当这些公链变得越来越大时,它将需要越来越多的处理能力来验证这些公共区块链,这可能会在造成瓶颈,从而减慢那些创建新应用程序的速度。
分片技术:分而治之
区块链的分片技术是基于传统数据库的分片技术而来的,在区块链网络中,将每批交易分成不同的碎片,然后存放在不同的节点当中。因此每个节点只需要处理一小部分传入的交易,然后再与网络上其他的节点一同处理就能完成这些大量的验证工作。这样的话,就可以同时处理大量的交易,这种技术称为 水平扩容。
就像上面我们把一个大的仓库改建成十个较小的仓库一样,在存取货的效率上,一定提升很多。最大的一个好处就是改变了人们对加密货币的看法,因为效率提升很多,它可以满足实时支付的需求。然后可以吸引更多的应用搭载到公链上面,从而吸引更多的用户流量进来,这也会极大的促进区块链的发展。同时最直接的利益方就是矿工了,订单数量的急剧上升,手续费也必然比以往更多。但是对于用户来说,手续费却降低了,因为节点在验证每笔交易的处理量减少了,验证速度加快了,在市场的作用下,手续费必然会是降低的。
当我们将低费用与高交易处理能力结合起来的时候,必然会使公共链变得越来越有吸引力。这些积极的趋势所持续的时间越长,我们就会越能看到更多的主流的加密技术和区块链应用程序的出现,最终呈现一个百花齐放的状态。
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