以太坊状态优化实验取得突破:数据库缩减77.5%

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对以太坊状态过期机制的性能实验揭示了令人惊叹的结果。该研究通过模拟主网以太坊在一整年内的网络负载,使用Geth客户端,比较了存储完整状态历史的节点与仅维护过去一年活跃状态数据的节点的性能。

实验设计:节点效率测试策略

以太坊执行层的研究人员weiihann设计了此实验,旨在测试减轻状态负载的实际影响。实验方法侧重于比较两种节点操作模型:一种是从创世起维护完整状态的传统模型,另一种是只存储过去一年内访问的活跃状态的优化模型。数据通过重放主网的真实交易负载收集,确保测试场景反映实际操作条件。

大幅缩减:从359GB降至81GB

此实验最引人注目的结果在于数据库大小的缩减。仅维护一年状态的节点成功将存储容量从359GB减至仅81GB——降幅高达77.5%。最大减幅出现在Trie结构存储中,这是存储以太坊状态数据的关键组件。这一数据库优化具有重要意义:减少节点硬件需求,从而降低节点运营门槛,同时为提升Gas上限和网络吞吐量提供空间。

性能飞跃:执行速度与延迟显著提升

除了数据库大小的变化,实验还显示执行性能有了显著提升。区块重放时间缩短约15%,表明历史负载的再执行效率更高。延迟指标显示更令人振奋的改善:P50存储读取延迟下降46%,P99延迟减少36%。这些减幅非常关键,因为它们影响节点处理新交易的体验。此外,尾部延迟持续增加,P99区块插入时间缩短21%,帮助节点在高负载下保持同步。

其他实验结果:吞吐量和网络同步

在测试中,节点的吞吐量也得到了显著提升。每秒处理的交易数增加了约20%,这意味着网络可以在更少的延迟下处理更多的交易。与此同时,节点的同步速度也有所改善,节点在加入网络后更快达到最新状态,减少了同步时间。这些改进共同表明,减少状态存储范围不仅减轻了硬件负担,还能显著提升网络整体性能。

下一步:探索多种过期场景

该研究为进一步探索打开了大门。下一阶段将比较其他以太坊客户端的表现,测试六个月等不同的过期周期,并探索专注于清理不再使用的合约存储的策略。这些持续的实验体现了以太坊社区对网络可扩展性和长远效率的承诺。未来的研究还将考虑不同的存储优化策略,比如分层存储、压缩技术,以及动态调整过期策略,以实现更优的性能和存储平衡。

通过这些努力,社区希望在确保网络安全和去中心化的同时,显著提升以太坊的扩展能力和用户体验。这些实验结果为未来的网络升级提供了宝贵的参考依据,推动以太坊迈向更高的性能和更广泛的应用场景。

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