以太坊階段式同步：重構完全同步模式（Full Sync）_ETH

階段式同步重構自Go-Ethereum的完全同步模式，以實現更好的性能。

階段式同步需要進行大量讀寫操作。雖然我們的目標是能夠在機械硬盤上同步節點，但是我們仍建議使用固態硬盤。

顧名思義，階段式同步需要依次執行10個階段。

階段式同步是如何運作的

Turbo-Geth客戶端會向每個對等節點了解該節點的HEAD區塊，然后依次執行每個階段、尋找本地HEAD區塊和對等節點的HEAD區塊之間缺失的區塊。

第一個階段會設置本地HEAD區塊。

各階段會按順序執行。在每個階段執行期間，只有節點本地的狀態達到目標狀態，該階段才會結束。

也就是說，在理想情況下，每個階段只需執行一次，即可完成初始同步。

最后一階段結束后，整個同步流程會重新開始，尋找新的區塊頭下載。

Coinbase Support：正在處理以太坊網絡存款延遲問題:金色財經報道，Coinbase Support表示，正在處理以太坊網絡存款延遲問題。資金是安全的。[2023/1/5 10:23:02]

如果你在兩個階段之間重啟應用，應用會從第一階段開始重啟。

如果你在某個階段執行期間重啟應用，應用會從當前階段開始重啟，以完成該階段。

每個階段需要耗時多久？

通過下方的餅狀圖，我們可以看出每個階段的耗時占比。雖然這些數據并不精確，但是足以作為參考。

重組/回退

如果區塊鏈發生重組，我們需要“回退”部分同步數據。

回退指的是從最后一個階段倒退回第一個階段。但是，需要注意的一點是，我們執行完回退之后才會更新交易池，因此我們知道新的nonce。

以太坊網絡當前已銷毀近154萬枚ETH:金色財經報道，據Ultrasound數據顯示，截止目前，以太坊網絡總共銷毀1539013.62枚ETH。其中，OpenSea銷毀175632.83枚ETH，ETHtransfers銷毀149176.87枚ETH，UniswapV2銷毀117725.80枚。注：自以太坊倫敦升級引入EIP-1559后，以太坊網絡會根據交易需求和區塊大小動態調整每筆交易的BaseFee，而這部分的費用將直接燃燒銷毀。[2022/1/18 8:55:53]

回退的階段順序如下例所示。

state.unwindOrder=*Stage{

??//Unwindingoftxpool(reinjectingtransactionsintothepoolneedstohappenafterunwindingexecution)

以太坊L2網絡總鎖倉量達到36億美元，Arbitrum占比74.18%:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至9月19日，以太坊Layer2上總鎖倉量已達到36億美元。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約27億美元，占比74.18%。其次是dYdX，鎖倉量超3.92億美元，占比10.96%；Optimism以2.32億美元的鎖倉量位居第三，占比為6.47%。[2021/9/20 23:37:28]

??stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,stages,

?}

通過?ETL?進行預處理

在將數據插入數據庫之前，一些階段會使用我們的ETL框架根據鍵值對數據進行排序。

這樣就可以極大減少數據庫寫入放大的情況。

觀點：Defi項目遲早將脫離以太坊網絡并轉移到中心化平臺上:9月8日消息，比特幣開發者Udi Wertheimer日前表示，Defi項目脫離以太坊并轉移到中心化平臺上只是時間問題。他為平臺緩慢的交易速度，高昂的手續費和復雜的MetaMask感到遺憾，但他對聯合創始人Vitalik Buterin和Joe Lubin沒什么好說的。Wertheimer建議DeFi不需要以太坊，他說：“在我看來，整個DeFi代表去中心化金融。實際上，并沒有真正去中心化的內容，因為總有人控制這些項目。”Wertheimer預測，DeFi在以太網絡上的時間不會太長。他說：“在我看來，它的發展方向是，如果它生存下來，它將離開以太坊，進入集中式平臺，因為它們更便宜，速度更快。”Udi Wertheimer說，雖然使用比特幣有金融和經濟利益，但他也對區塊鏈持懷疑態度。按照Wertheimer的說法，區塊鏈的好處是創建不受他人控制的數字資產。（Beincrypto）[2020/9/8]

因此，當我們生成索引或者說哈希值化狀態時，我們會執行一個多步驟流程。

數據：以太坊DEX近7日交易量近2.5億美金，環比上漲13%:Dune Analysis數據顯示，截至6月13日，以太坊去中心化交易平臺近7日的總交易量為2.47億美金，較上一周相比，上漲了13%。其中，近7日內，總交易量的前三位分別是：Uniswap（8100萬美金）、dYdX（4200萬美金）、IDEX（4000萬美金）。近24小時交易量前三位分別是：Uniswap（660萬美金）、IDEX（380萬美金）、Kyber（310萬美金）。[2020/6/14]

將處理過的數據寫入位于數據目錄的幾個臨時文件中；

然后使用一個堆棧把臨時文件中的數據插入到數據庫中，并且使按照能夠最小化數據庫寫入放大現象的順序插入數據。

這種優化有時會將寫入速度提高幾個數量級。

各階段

每個階段都包含兩個函數，分別是向前推進階段的ExecFunc?和向后回退階段的?UnwindFunc。

從理論上來說，部分階段可以離線工作，但是當前版本并未實現這一功能。

階段1：下載區塊頭

在這一階段，我們會下載本地HEAD區塊和對等節點的HEAD區塊之間的所有區塊頭。

這一階段是CPU密集型的，適合使用多核處理器，因為要驗證區塊頭的工作量證明。

由于區塊鏈重組，大多數回退都是在這一階段開始的。

這一階段會推動本地HEAD的指針。

階段2：區塊哈希值

從區塊頭中抽取出一個從區塊哈希值映射成區塊號的索引表，以支持更快速的查找功能，并讓同步過程對機械硬盤更為友好。

階段3：下載區塊體

在這一階段，我們會將上一階段已下載區塊頭的區塊體也下載下來。

這一階段需要保持良好的聯網連接。絕大多數數據都在這一階段下載。

階段4：復原發送者

這一階段會復原出并存儲每個已下載區塊中的每筆交易的發送者。

這一階段同樣是CPU密集型的，適合使用多核處理器。

這一階段不需要聯網。

階段5：執行區塊

在這一階段，我們會執行之前下載的所有區塊中的每一筆交易。

需要注意的一點是，在執行區塊的過程中，我們不會驗證根哈希，甚至不會創建默克爾樹。

這一階段是單線程的，無需聯網，需占用大量磁盤空間。如果區塊執行失敗，可以回退該階段。

階段6：計算狀態根

這一階段會構建默克爾樹，并驗證當前狀態的根哈希。

這一階段也會構建中間哈希值，并將它們存儲到數據庫中。

如果之前沒有存儲任何中間哈希值，這一階段會構建出完整的默克爾樹及其根哈希。

如果數據庫中沒有中間哈希值，這一階段就會利用區塊的歷史記錄來弄清楚哪些哈希值已經過時，哪些哈希值是最新的，然后使用最新的哈希值來構建部分默克爾樹，只重構過時的哈希值。

如果根哈希無法匹配，就會向后回退一個區塊。

這一階段不需要聯網。

階段7：生成哈希值化狀態

在執行期間，Turbo-Geth使用無格式狀態存儲。

無格式狀態：在標準狀態中，賬戶和存儲項的地址是?keccak256(address)?，但是在一般狀態中，二者的地址就是?address?。

盡管如此，為了確保一些API能夠正常運作并與其它客戶端保持兼容，我們也會生成哈希值化狀態。

如果哈希值化狀態不是空值，我們會查看歷史記錄變更集，并且只更新已更改的項。

這個階段不需要聯網。

階段8、9、10?：生成索引

同步期間會生成3個索引。

這3個索引可能會被禁用，因為所有API都不使用它們。

這一階段不需要聯網。

交易查詢索引

該索引表由從交易哈希值到區塊號的映射構成。

賬戶歷史索引

該索引存儲了從賬戶地址到區塊列表的映射。

存儲歷史索引

該索引存儲了從存儲項地址到區塊列表的映射。

階段11：交易池

在這一階段，我們會啟動交易池或更新其狀態。例如，如果我們已下載的區塊中包含了某些交易，就把這些交易從交易池中移除。

在回退時，我們會將被回退的區塊中的交易重新添加到交易池中。

這個階段不需要聯網。

原文鏈接:

https://github.com/ledgerwatch/turbo-geth/tree/master/eth/stagedsync

作者:?AlexSharov

翻譯&校對:閔敏?&?阿劍

Tags：以太坊STATAGETH以太坊交易所有幾個StakedZENMETAGINethylene翻譯

比特幣交易所