区块链底层技术改良及难点攻克【开运手机app】

本文摘要：Fabric，全称Hyperledgerfabric，中文称之为“超级账本”，它是以区块链技术为基础设计的去中心化底层架构，是Linux基金会于2015年发动的前进区块链数字技术和交易检验的开源项目。

Fabric，全称Hyperledgerfabric，中文称之为“超级账本”，它是以区块链技术为基础设计的去中心化底层架构，是Linux基金会于2015年发动的前进区块链数字技术和交易检验的开源项目。在认识区块链时，我们就是指以太坊开始研究自学的，先前还理解自学了比特币、小蚁、超级账本等区块链涉及项目。

对于金融业务，因其对系统的稳定性，健壮性，处置性能以及应用于的可扩展性等方面有很高的拒绝，通过从各方面对比，最后自由选择了超级账本作为项目的底层框架。在我们深入研究超级账本的过程中，找到其并不是一个完备的框架，还不存在着很多问题。

右图为0.6版本整体架构图，被标记部分是经过我们改进的模块，主要有以下几点：改进共识地下通道及消息处置机制在展开性能测试时，我们找到超级账本网络对低所发交易的处置能力不存在瓶颈。通过深入分析，找到在整个底层系统中不存在多种不同类型的消息流，例如节点间用作广播交易的消息和共识的消息等，而每个节点处置这些消息东流的管道却只有一个，这就只不过一条高速路上只有一个检票口一样，检票口的处置能力直接影响到高速的交通堵塞概率。而在系统中，由于消息处置管道很更容易被堵塞，造成优先级低的消息因无法及时被处置而大量冲刷，从而造成整个系统宕机。

通过分析，我们用于分流的方式来解决问题管道堵塞的问题（如上图）。用分开的A号管道去处置优先级较低但调用频率低的消息（例如节点间的广播消息），而一些优先级低的消息（例如共识消息）则通过B号管道去处置，当A号管道经常出现堵塞时，通过B号管道及时处理，可以渐渐消耗并完全恢复A号管道的能力。通过分流方式，确保各类消息能被及时处理，进而提升了系统的处置能力，也提高了系统的稳定性。

我们告诉，大于的超级账本网络必须四个节点才能长时间运营，所以这些节点之间的通信能力就出了影响该网络能力的一个最重要因素。在测试中，我们也找到节点之间的各类通信都是通过一个地下通道展开处置的，当都有所发量的交易转入网络，节点之间大部分时间都在展开频密的交易广播（将自己接到的交易信息发送给其他节点，以确保交易不被遗失），无法及时处理共识，这直接影响了该网络处置交易的能力，所以，我们通过用于双通道，将消息分离展开处置，使消息需要被及时处理，更进一步提高系统的处置能力及稳定性。改进内存阻塞通过前面的改动，我们的重点开始落在系统对交易处置的能力上，而这个现象就是在压力测试时经常出现的。

当我们以400笔每秒的速度向底层载入数据时，随着数据量的减少，某个节点就不会经常出现宕机的现象，并且无法完全恢复，影响了系统的健壮性。通过分析日志、代码，我们找到当系统重新启动时，不会读取大量的已被存储的数据，这使得大量的内存被消耗，没资源去处置其他操作者，导致系统宕机。

我们通过改动读取数据的逻辑，在确保对数据无影响的情况下，使系统较慢完全恢复运营，提升了系统的健壮性。改进视图出现异常视图是共识中一个较为最重要的概念，用作网络中各节点的共识，其主要包括共识过程中产生的所有信息及状态。

在稳定性测试过程中，当长时间向超级账本系统载入大量数据时，不会经常出现网络中节点之间共识告终，无法记录交易的现象，通过追踪分析输入日志，我们找到是由于各节点之间所存储的视图信息不完全一致而造成的。改动代码逻辑之后，通过将视图阶段性标识（即每继续执行一定量的交易后记一个标识）和加到证书的方式来确保各节点所记录的视图信息的一致性，这样使得网络中各节点需要平稳运营，即使经常出现视图失调，也不会迅速达成协议完全一致，恢复正常。改进交易处置出现异常对于一个金融系统，最不能容忍的就是遗失交易或经常出现“双花”的现象，而超级账本不存在丢交易和“双花”问题。

主要是因为当大量交易涌进到系统中，远超过了系统的处置能力，部分交易的遗失就沦为有可能。为了避免这种现象的产生，我们通过减少中间层服务，掌控流向底层网络的数据量；落成非检验节点，使交易平均分配发给至其他节点，进而确保底层网络中的节点需要处置所有的交易，避免交易遗失。而对于“双花”现象，由于超级账本网络中各节点处置交易的延时，不会造成部分交易被反复递交。经过分析，我们通过调整过滤器机制及过滤器的时机，确保一笔交易只继续执行一次，进而避免“双花”现象的经常出现。

改进读取出现异常在展开压力测试时，最初只是注目了底层系统对写出数据的能力，未注目对数据加载的能力。在先前展开所发读取数据操作者时，找到一段时间后节点与合约之间的通信不会插入，造成转入网络的数据无法记，而查找操作者也不会告终。

了解剖析代码，找到主要原因是由于原版设计中读取锁住设计不合理所造成的，通过改动读取部分的代码逻辑，在不影响最后结果的情况下，将通信插入的问题展开修缮，进而确保了系统的稳定性及功能的完备。并且将读取锁住的改动方案递交到github上，为超级账本的发展贡献了自己的一份力量。就现在而言，超级账本仍正处于概念检验阶段，0.6版本无法在生产环境实行运营。而通过我们团队不懈的希望，改良后的0.6版本早已不具备了上线运营的条件。

随着技术的成熟期，我们发售的fabric1.0Alpha版本追加了许多新的特性，并且此版本是官方发售可用作生产环境部署的商业级应用于，期望1.0版本为我们带给的惊艳。

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