所谓的区块链写入冲突, 简单来讲, 就是多个交易或者节点在同一个出块周期之内, 同时都想要去修改属于同一个的状态变量, 从而导致最后产生的写入结果和原先所预期的情况不一致。那些从事链上应用开发的人员, 或者是负责节点运维的工作人员, 基本上都会碰到这样一个麻烦的情况。
这并不意味着数据会丢失掉, 而实际情况是存在数据不一致的问题。如果想要保障链上业务的运行能够保持稳定, 那么弄清楚它具体是如何触发的机制,以及相应的应对路径, 是一项必须掌握的基本能力。
区块链写入冲突怎么解决
目前来说, 最普遍采用的做法就是去引入一个确定性很强的执行先后顺序。具体操作的时候, 会把交易哈希当成排序的依据, 同时还要让nonce值保持递增的状态, 这样就能确保在同一个区块里面, 如果涉及到对同一账户进行写入的动作, 就一定会拥有唯一且确定的先后次序。
以太坊当中的EVM在执行模型方面, 其本质上的逻辑是靠解决nonce来应对单账户可能出现的并发写入问题, 而对于多个账户同时并发的情况, 则是需要依赖区块内部交易的线性运行序列来处理。
在工程实施落地的过程当中, 人们还需要去配合状态根哈希校验这一步骤。因为每一个区块的头信息当中都携带着那个MPT根节点的东西, 所以一旦写入的顺序发生了哪怕是一点点的变化, 那就必然会使得根哈希值发生改变。
当其他节点在进行校验的时候, 能够非常迅速、非常直接地发现存在的分叉情况。在这种冲突被确认之后, 流程就会走到共识层去进行裁决。那些处于落后的节点, 会回滚到和其他地方都相一致的那个状态之中。
区块链写入冲突如何处理
在合约进行设计的那个阶段的时候, 我们就必须要把对同一个存储槽进行并发写入的这个情况给规避掉, 这里有一个非常典型的处理方式, 就是把那个键分成几部分来分开处理, 再一个就是采用那种叫做乐观锁的那种思路, 也就是在读数据的时候一定要把版本号给记录下来, 到了要写数据的时候要去检查这个版本号有没有发生变化, 只有确认它没有发生改变的前提下才去提交, 不然的话就需要退回原来的状态并且重新尝试执行另外的操作, 虽然在 Solidity 这个语言里面没有办法直接去写出那种叫 CAS 的原子操作指令, 但是我们完全可以通过那种基于事件驱动的机制再加上引入一种重入控制的方式, 间接地再去实现那种看起来和上面提到的意思是一样的功能语义。
在链下同步这个场景之中, 冲突的发生频率会更高一些。大家从链上去拉取交易数据的时候, 为了把数据写到自建的数据库里面去, 可以使用写时冲突检测这种办法, 并且配合指数退避重试的机制, 这样做起来的效率比搞全量对账要高出许多。
最关键的点在于要把处理冲突的那种细分程度做得更细腻, 具体做法就是只去重放那些真正出现了冲突的单一笔交易, 而不是把整个区块里面的所有东西都重新操作一遍。
在节点那个层面, 冲突的事情它是没办法被完全禁止掉的, 这点大家心里要有数, 可是我们却可以把那个影响到的时间窗口给压缩到最小的程度, 这个是最核心的事情, 核心原则其实就仅仅有一条, 那就是任何一条去写入的路径它都必须要具备可以被重新播放的能力, 也必须具备去进行校验的功能, 还必须有能够回滚的功能, 这样一来, 那些出现的冲突情况就都能变成是可以被检测出来的状态了, 而不会再去静悄悄地发生了。
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