Thực thi song song là gì và công nghệ này hoạt động như thế nào?

0
14

Các điểm chính

  • Trong lĩnh vực blockchain, parallelization là một phương pháp xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc.

  • Có nhiều loại thực thi song song, bao gồm thực thi song song ở cấp giao dịch, thực thi song song ở cấp block và thực thi song song trong hợp đồng thông minh.

  • Một số lợi ích của thực thi song song bao gồm xử lý giao dịch nhanh hơn, cải thiện khả năng mở rộng và giảm chi phí gas.

Giới thiệu

Xử lý giao dịch hiệu quả là chìa khóa để cải thiện thông lượng của các mạng lưới blockchain và giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng blockchain. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu những kiến thức cơ bản về thực thi song song, cách thức hoạt động, những loại thực thi song song phổ biến và lợi ích tiềm năng của chúng.

Thực thi song song là gì?

Thực thi song song (parallelization) (thực hiện giao dịch song song) là một phương thức xử lý nhiều tác vụ cùng một lúc. Thực thi song song có liên quan chặt chẽ đến điện toán song song, một khái niệm trong khoa học máy tính đề cập đến việc thực hiện đồng thời nhiều quy trình.

Công nghệ thực thi song song hoạt động như thế nào?

Công nghệ thực thi song song tổ chức dữ liệu mạng lưới theo cách thức cho phép xác thực đồng thời nhiều giao dịch, thay vì xử lý tuần tự (từng giao dịch một). Nhiệm vụ thực hiện các giao dịch được phân bổ trên nhiều node. Mỗi node xử lý các phân đoạn khác nhau của giao dịch, giúp rút ngắn thời gian xử lý và giảm tắc nghẽn mạng lưới. 

Khi xử lý giao dịch song song, mạng lưới đồng thời kiểm tra nhiều trạng thái. Mỗi trạng thái thể hiện hệ quả của việc xác thực một nhóm giao dịch cụ thể. Điều này cho phép mạng lưới đánh giá tác động tiềm tàng của giao dịch trước khi giao dịch được ghi lại chính thức trên sổ cái. Sau khi đánh giá, các node đồng ý về một trạng thái chung phản ánh kết quả hợp nhất của các trình xác thực song song này.

Mô hình thực thi song song

Có hai loại mô hình thực thi song song được dùng cho blockchain chính: thực thi song song theo giả định lạc quan (optimistic parallelization) và thực thi song song theo truy cập trạng thái (state-access parallelization).

1. Thực thi song song theo giả định lạc quan. Trong mô hình thực hiện thực thi song song theo giả định lạc quan, mạng lưới bỏ qua giai đoạn sắp xếp ban đầu và trực tiếp xử lý các giao dịch đồng thời. Cách tiếp cận này giả định rằng hầu hết các giao dịch trong hàng đợi là độc lập và sử dụng một phương pháp để xem lại và sửa bất kỳ giao dịch nào được phát hiện là phụ thuộc lẫn nhau sau khi thực hiện. Điều này có nghĩa là nếu các giao dịch ban đầu được cho là không liên quan nhưng sau đó lại phát hiện là có ảnh hưởng lẫn nhau, hệ thống sẽ điều chỉnh để đảm bảo tất cả dữ liệu vẫn chính xác.

2. Thực thi song song theo trạng thái. Thực thi song song theo truy cập trạng thái bắt đầu bằng cách phân loại các giao dịch theo tác động của chúng đối với trạng thái của mạng lưới, chẳng hạn như tương tác với các hợp đồng thông minh hoặc tài khoản cụ thể. Điều này giúp xác định các giao dịch có thể được xử lý song song mà không gây ra xung đột. Các giao dịch không có tương tác với nhau được thực hiện đồng thời. Ngược lại, các giao dịch ảnh hưởng đến các yếu tố trạng thái giống nhau sẽ được xử lý theo một thứ tự nhất định, với ưu tiên dựa trên phí gas.

Các loại thực thi song song

Thực thi song song theo cấp giao dịch

Thực thi song song theo cấp giao dịch cho phép xử lý đồng thời nhiều giao dịch. Loại này làm tăng thông lượng của mạng lưới, cho phép số lượng giao dịch mỗi giây (TPS) cao hơn. Như vậy sẽ giảm thời gian cần thiết để xác nhận giao dịch, cải thiện khả năng phản hồi tổng thể của toàn mạng lưới. Loại thực thi song song này đặc biệt có giá trị đối với các blockchain có cầu cao, cần duy trì thời gian xử lý nhanh. 

Tuy vậy, thực thi song song theo cấp giao dịch cũng gặp phải một số trở ngại. Chẳng hạn như xử lý các giao dịch đồng thời có thể tạo ra tính phụ thuộc của dữ liệu, trong đó đầu ra của một giao dịch có thể ảnh hưởng đến giao dịch khác, đòi hỏi các chiến lược quản lý dữ liệu phức tạp để đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy.

Thực thi song song theo cấp khối

Thực thi song song theo cấp khối liên quan đến việc tạo và xác thực đồng thời nhiều khối, nhằm cải thiện khả năng mở rộng của của mạng lưới. Qua việc xử lý nhiều khối cùng một lúc, cách tiếp cận này giúp blockchain xử lý được nhiều giao dịch hơn và ngăn chặn nguy cơ tắc nghẽn mạng lưới. 

Tuy nhiên, thực thi song song theo cấp khối đòi hỏi phải thực hiện thật cẩn thận để tránh ảnh hưởng đến tính bảo mật của blockchain. Hơn nữa, thực thi song song theo cấp khối đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán hơn, làm tăng các yêu cầu phần cứng đối với các node mạng lưới. Như vậy có thể hạn chế khả năng tham gia vào mạng lưới của một số người dùng, ảnh hưởng tiêu cực đến tính phi tập trung và khả năng truy cập của mạng lưới.

Thực thi song song theo hợp đồng thông minh

Thực thi song song theo hợp đồng thông minh là việc thực hiện song song nhiều hợp đồng thông minh. Điều này có thể cải thiện hiệu suất của các ứng dụng phi tập trung (DApp), nâng cao khả năng mở rộng và khả năng phản hồi của DApp này.

Một số cơ chế hỗ trợ việc thực hiện song song các hợp đồng thông minh. Ví dụ: Các rollup optimistic thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và chỉ tương tác với blockchain để hoàn tất giao dịch, nhờ đó giảm tải cho chuỗi chính. Giải pháp mở rộng quy mô Validium của Ethereum kết hợp Zero-Knowledge Proofs với khả năng tính toán ngoài chuỗi, cung cấp cả khả năng mở rộng và quyền riêng tư cho các ứng dụng hợp đồng thông minh.

Lợi ích của Parallelization

Tốc độ xử lý giao dịch cao

Việc phân bổ tác vụ trên nhiều node giúp giảm thời gian thực hiện giao dịch, qua đó tăng tốc độ xử lý giao dịch. Các mạng lưới sử dụng công nghệ thực thi song song thường hiệu quả hơn so với các mạng lưới hoạt động trên các mô hình xử lý tuần tự.

Khả năng mở rộng

Thực thi song song giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng blockchain bằng cách phân bổ việc xác thực giao dịch trên khắp các node mạng lưới. Điều này giúp tăng tốc quá trình và hỗ trợ việc mở rộng quy mô theo chiều ngang. Việc mở rộng quy mô theo chiều ngang cho phép mạng lưới thêm hoặc xóa các node dựa trên biến động nhu cầu.

Giảm chi phí gas

Thực thi song song giúp giảm phí bằng cách phân bổ các giao dịch cho các nhóm con của node. Quy trình này ít tốn kém hơn so với xử lý tuần tự khi từng node xác thực cho mỗi giao dịch. Ngoài ra, tốc độ giao dịch nhanh hơn cũng làm giảm tính cạnh tranh giữa các node, hạ thấp phí giao dịch hơn nữa.

Tổng kết

Thực thi song song là một phương pháp xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc. Công nghệ này mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tăng tốc độ xử lý giao dịch cao hơn, cải thiện khả năng mở rộng và giảm phí. Trong tương lai, thực thi song song có thể được kết hợp với các giải pháp mở rộng quy mô khác, chẳng hạn như sharding, giúp các mạng lưới blockchain có thể tăng khả năng mở rộng lớn hơn nữa.

Đọc thêm:

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Nội dung này được trình bày cho bạn trên cơ sở “nguyên trạng” chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin chung và hướng dẫn, không phải là sự cam đoan hay bảo đảm dưới bất kỳ hình thức nào. Không nên coi nội dung này là nội dung tư vấn tài chính, pháp lý hoặc chuyên môn khác, cũng như khuyến nghị mua bất kỳ sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể nào. Bạn nên tìm kiếm lời khuyên cho mình từ các cố vấn chuyên môn phù hợp. Trong trường hợp bài viết do cộng tác viên bên thứ ba đóng góp, xin lưu ý rằng những quan điểm được đưa ra thuộc về cộng tác viên bên thứ ba và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy. Vui lòng đọc toàn bộ tuyên bố miễn trừ trách nhiệm của chúng tôi tại đây để biết thêm chi tiết. Giá tài sản kỹ thuật số có thể biến động. Giá trị khoản đầu tư của bạn có thể tăng hoặc giảm và bạn có thể không lấy lại được số tiền đã đầu tư. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm đối với các quyết định đầu tư của mình và Binance Academy không chịu trách nhiệm pháp lý đối với bất kỳ tổn thất nào bạn có thể gặp phải. Không nên coi tài liệu này là nội dung tư vấn tài chính, pháp lý hoặc chuyên môn khác. Để biết thêm thông tin, hãy xem qua Điều khoản sử dụngCảnh báo rủi ro.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here