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引介 | 准无状态下的同步实验
本实验用到的原始数据和脚本：https://github.com/mandrigin/ethereum-mainnet-resolver-witness-stats引言
有一种办法也许能加速初始同步过程（initial sync process，指从创世块开始的区块链同步），就是使用区块见证数据（witness）预先建构出缓存树（cache trie），来避免速度较慢的状态访问。这样做需要额外占用硬盘空间和网络带宽，但也许可以大幅加速同步过程。
其中的原理是，一般来说，要执行一个区块，我们就需要默克尔树上的一些数据。虽然在某个块执行以前，默克尔树上已经有一些数据了，但这些数据可能不足以执行区块。所以，正常来说，我们还要从状态数据库（state db）中提取出数据并加到默克尔树上，然后才能验证交易。这个过程可能会很慢，因为 硬盘访问/数据库查询 的速度比较慢。
根据这个问题描述，我们可以划分出三种不同的方案：
1）正常流程（也就是当前在以太坊节点中使用的方案）
在区块 B 执行以前，我们有状态树 T1； 在需要执行 B 的时候，我们把 T1 中遗漏的数据添加到 T1 上，形成 T1'，T1''，等等。每次遇到 T1 上没有的信息，我们就在数据库中查找（速度慢）。 执行完 B 之后，我们有了状态树 T2，T2 具备执行 B 所需的所有账户状态。 保持 T2，以备后续使用。
在区块 B 执行以前，我们并没有状态树；不过，我们可以拿到一个见证数据 W，来重组执行这个区块所需的状态树。 我们执行 W，获得了状态树 T2。 在 T2 上执行区块 B，不需要查找数据库。 区块执行完之后就把 T2 丢掉。
在区块 B 执行之前，我们有状态树 T1，见证数据 W1、W2、……，足以将 T1 转成 T2 依次在 T1 上执行 W1、W2、……，最后获得 T2，也不需要查询数据库。 在 T2 上执行区块 B，也不需要查询数据库。 留着 T2 以备后续使用。
这一方法需要额外占用多少 硬盘/带宽？与完全富状态的方法相比，它真的更好吗？ 其初始同步速度会快多少？
建立实验
状态树（默克尔树）的最大规模：100 万个 node。一旦节点数超过这个值，我们就驱逐 LRU 节点，以释放内存。用这种办法，我们就能控制状态树对内存的使用。 部分见证数据会存储在数据库中（我们用的是 boltdb）。每个条目的结构如下：
key: [12]byte // 区块号 + 状态树上节点的最大数量value: []byte // 见证数据，按文档中的描述予以序列化我们不会在见证数据里存储合约代码（这是我们当前架构的不足）。
(in the turbo-geth repository)make state./build/bin/state stateless \ — chaindata ~/nvme1/mainnet/mainnet/geth/chaindata \ — statefile semi_stateless.statefile \ — snapshotInterval 1000000 \ — snapshotFrom 10000000 \ — statsfile new_witness.stats.compressed.2.csv \ — witnessDbFile semi_stateless_witnesses.db \ — statelessResolver \ — triesize 1000000 \实验结果
存储
见证数据大小的分位数分析
python quantile-analysis.py cache_1_000_000/semi_stateless_witnesses.db.stats.1.csv平均值 0.038 MB中值 0.028 MB90 分位值 0.085 MB95 分位值 0.102 MB99 分位值 0.146 MB最大值 2.350 MB数据大小
python absolute_values_plot.py cache_1_000_000/semi_stateless_witnesses.db.stats.1.csv正常情况下的数据大小（解决上海攻击之后的阶段）
absolute_values_plot.py cache_1_000_000/semi_stateless_witnesses.db.stats.1.csv 3000000放大看 DDoS 攻击时期的见证数据大小
python ddos_zoom.py cache_1_000_000/semi_stateless_witnesses.db.stats.1.csv完全无状态 vs. 准无状态 下见证数据的大小
python full_vs_semi.py cache_1_000_000/semi_stateless_witnesses.db.stats.1.csv结论
（完）
（文内有许多超链接，可点击左下 ”阅读原文“ 从 EthFans 网站上获取）
原文链接:
https://medium.com/@mandrigin/semi-stateless-initial-sync-experiment-897cc9c330cb
作者: Igor Mandrigin
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