Solana Firedancer是什么？如何運(yùn)行？有何影響？
Firedancer是什么？如何運(yùn)行？有何影響？在上周的 Solana Breakpoint 大會上，現(xiàn)場氣氛活躍，生態(tài)產(chǎn)品發(fā)布接踵而至，各類豐富多彩的周邊活動更是錦上添花。在這場盛宴中，尤為引人注目的亮點(diǎn)是 Solana 驗(yàn)證器客戶端 Firedancer 的早期版本正式登陸主網(wǎng)，這一里程碑式的成就被賦予了特別的關(guān)注，標(biāo)志著 Solana 網(wǎng)絡(luò)將在性能上將實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，同時可避免 Solana 上單一客戶端崩潰導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)宕機(jī)的風(fēng)險。
那么Firedancer是什么？Firedancer如何運(yùn)行？Firedancer有何影響？下面就和腳本之家小編一起詳細(xì)了解下吧！
Firedancer 是什么？
Firedancer 的開發(fā)歷程可追溯至于 2021 年至 2022 年，作為由 Jump Trading Group 主導(dǎo)開發(fā)的 Solana 第二個驗(yàn)證器客戶端（原有客戶端 Agave 由 Anza 開發(fā)），其設(shè)計初衷在于消除單點(diǎn)故障隱患，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的整體穩(wěn)健性和堅韌性。與原有基于 Rust 的驗(yàn)證器不同，F(xiàn)iredancer 采用 C 語言編寫，不包含 Rust 代碼，這一選擇顯著降低了潛在漏洞對整個網(wǎng)絡(luò)的影響，為 Solana 的安全性加上了又一道堅固的防線。
Firedancer 表現(xiàn)如何？
根據(jù) Jump Crypto 首席科學(xué)官 Kevin Bowers 在 Solana Breakpoint 大會上的演示，F(xiàn)iredancer 展示了每秒處理超過 100 萬筆交易的能力，這一數(shù)字遠(yuǎn)超 Solana 當(dāng)前理論上的幾萬 TPS 極限。Kevin Bowers 還將這一成就形象地比喻為將「鄉(xiāng)間小路」拓寬為「州際公路」，預(yù)示著網(wǎng)絡(luò)成本和容量的雙重優(yōu)化。
Jump Trading 的核心工程師 Liam Heeger 則分享了 Firedancer 在測試網(wǎng)上的進(jìn)展，該客戶端已成功產(chǎn)出超過 2 萬個區(qū)塊，并實(shí)現(xiàn)了 1% 的質(zhì)押比例。
另一工程師 Aryaman Jain 的演示進(jìn)一步揭示了 Firedancer 在特定條件下的表現(xiàn)，如在 10 個驗(yàn)證器環(huán)境下，其 TPS 可達(dá)百萬級別，每秒處理計算單元超過 12 億次，同時展現(xiàn)出 3.5 Gbps 的 Blockspace 能力和 50 萬 TPS 的 VM 執(zhí)行效率。
Firedancer 如何運(yùn)行？
Firedancer 圍繞高性能計算堆棧和網(wǎng)絡(luò)堆棧、Runtime 和共識機(jī)制三個主要組成部分構(gòu)建。Firedancer 之所以能夠?qū)?Solana 網(wǎng)絡(luò)的性能提升至 100 萬 TPS（當(dāng)前協(xié)議級別的限制將性能限制在 81, 000 TPS 左右），關(guān)鍵在于其創(chuàng)新的架構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)流優(yōu)化。
該驗(yàn)證器采用了一種并發(fā)模型，通過少量線程執(zhí)行多樣化的作業(yè)，每個線程都專注于特定的任務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包處理、交易驗(yàn)證、區(qū)塊打包等。這種設(shè)計實(shí)現(xiàn)了資源的最大化利用與交易處理速度的顯著提升。
具體來說，每個線程執(zhí)行 11 個不同的作業(yè)之一。有些作業(yè)只需要一個線程來完成它們，但某些作業(yè)需要許多線程并行執(zhí)行相同的工作。另外，每個線程都有一個 CPU core 來運(yùn)行，并且線程擁有該 core 的所有權(quán)：永遠(yuǎn)不會休眠或讓操作系統(tǒng)將其用于其他目的。
Firedancer 還引入了一個名為「tiles」的架構(gòu)，每種 tile 代表了一個作業(yè)及其運(yùn)行的線程和分配的 CPU core。這種組合方式使得性能調(diào)優(yōu)變得靈活而高效。例如，net 和 quic 的每 tile 可處理 >100 萬 TPS，而 verify 和 bank tiles 則專注于交易驗(yàn)證和區(qū)塊執(zhí)行，盡管它們的處理速度相對較低，但足以滿足高并發(fā)場景下的需求。
Firedancer 官方文檔中列出了 11 種 tile，分別為：
net：從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包（每 tile 可處理 >100 萬 TPS）；
quic：接收來自客戶端的交易，執(zhí)行所有連接管理和數(shù)據(jù)包處理以管理和實(shí)施 QUIC 協(xié)議（每 tile 可處理 >100 萬 TPS）；
verify：驗(yàn)證傳入交易的加密簽名，過濾無效交易（每 tile 可處理 20-4 萬 TPS）；
dedup：檢查并過濾掉重復(fù)的傳入交易；
pack：當(dāng)成為 leader 時，打包傳入的交易并智能地安排它們執(zhí)行；
bank：執(zhí)行被安排的交易（每 tiles 可處理 20-4 萬 TPS）；
poh：是一種連續(xù)在后臺進(jìn)行哈希運(yùn)算的機(jī)制，將生成的哈希值與已執(zhí)行的交易混合在一起，從而證明順序性和時間性。
shred：當(dāng)成為 leader 時，向網(wǎng)絡(luò)分發(fā)區(qū)塊數(shù)據(jù)；非 leader 時，接收并重傳區(qū)塊數(shù)據(jù)（吞吐量主要取決于集群大小。在基準(zhǔn)測試中，如果集群規(guī)模較小， 1 個 tile 可以處理>100 萬 TPS）；
store：當(dāng)成為 leader 時接收區(qū)塊數(shù)據(jù)，或者當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)是 leader 時從其他節(jié)點(diǎn)接收區(qū)塊數(shù)據(jù)，并將其存儲在本地磁盤上的數(shù)據(jù)庫中；
metric：收集有關(guān)其他 tiles 的監(jiān)控信息并將其提供給 HTTP 端點(diǎn)；
sign：持有驗(yàn)證者私鑰，并接收和響應(yīng)來自其他 tile 的簽名請求。
值得注意的是，在 Firedancer 成熟之前，其過渡版本 Frankendancer 已先行一步進(jìn)入 Solana 主網(wǎng)。Frankendancer 是 Firedancer 和 Agave 部分代碼的混合體，結(jié)合了 Firedancer 在網(wǎng)絡(luò)堆棧和區(qū)塊生產(chǎn)方面的優(yōu)勢，同時保留了 Agave 在執(zhí)行和共識方面的功能。而 Firedancer 則是完全從頭開始構(gòu)建，不包含任何 Agave 的代碼。
Firedancer 有何影響？
無疑，F(xiàn)iredancer 的推出對 Solana 生態(tài)系統(tǒng)具有重大影響，將極大地豐富驗(yàn)證器的多樣性，進(jìn)一步削弱單點(diǎn)故障對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響，為 Solana 網(wǎng)絡(luò)的可靠性筑起一座更加堅固的堡壘。
此外，F(xiàn)iredancer 保持了與現(xiàn)有協(xié)議的向后兼容性，能夠確保生態(tài)系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡，無需 DApp 開發(fā)者及用戶做出重大調(diào)整。
盡管目前 Firedancer 仍處于非投票模式，且需經(jīng)歷持續(xù)不斷的優(yōu)化與審核，但這為 Solana 網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展描繪了一幅更加充滿希望的藍(lán)圖。
Solana Firedancer 亮點(diǎn)
根據(jù) Solana 技術(shù) Discord 服務(wù)器中的消息，到本周末，Solana 的核心開發(fā)人員希望該鏈的低風(fēng)險測試網(wǎng)絡(luò)上的「絕大多數(shù)」處理能力能夠通過 Firedancer 的早期版本 Frankendancer 運(yùn)行。并號召 Solana 驗(yàn)證者（即運(yùn)行為網(wǎng)絡(luò)提供動力的計算機(jī)的人）采取行動。自 2022 年起，該升級就一直在籌備中，當(dāng)時該鏈經(jīng)常出現(xiàn)故障，升級被視為對 Solana 穩(wěn)定性和速度的提升。
史上最快區(qū)塊鏈即將誕生？
Firedancer 的支持者認(rèn)為，這款由交易巨頭 Jump 的加密貨幣部門開發(fā)的軟件將使 Solana 在加密貨幣吸引全球金融市場進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈的競賽中占據(jù)無可匹敵的優(yōu)勢。他們指出，它的理論速度為：每秒 100 萬筆交易，比當(dāng)今任何基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)都要快幾個數(shù)量級。
作為 Jump Crypto 團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)開發(fā)的 Solana 新驗(yàn)證器客戶端，它從根本上致力于提升 Solana 網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和安全性。早在 2022 年，F(xiàn)iredancer 就開始了開發(fā)計劃，它與 Solana 現(xiàn)有的 Rust 語言客戶端（Agave）形成了鮮明的對比。Firedancer 采用 C 和 C++ 語言進(jìn)行重新設(shè)計，這一決定極大地減少了由于內(nèi)存泄漏等問題導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰的概率，因此比現(xiàn)有客戶端更加穩(wěn)定。
在早期階段，F(xiàn)iredancer 的開發(fā)面臨了許多挑戰(zhàn)。例如，由于新軟件的復(fù)雜性，驗(yàn)證者在測試過程中發(fā)現(xiàn)了許多缺陷，導(dǎo)致很多驗(yàn)證者對其持謹(jǐn)慎態(tài)度。
Firedancer 本身尚未確定發(fā)布日期。目前，Jump Crypto 僅推出了 Frankendancer，它是一種混合體，結(jié)合了 Firedancer 和 Solana 主要客戶端架構(gòu)的元素。本周之前，只有一小部分驗(yàn)證者采用了 Frankendancer；許多人告訴 CoinDesk，他們發(fā)現(xiàn)它存在缺陷且容易崩潰。
Solana 驗(yàn)證者社區(qū)的長期成員 Kollen House 表示：「讓這個項(xiàng)目繼續(xù)運(yùn)行非常困難，但我們做到了?！顾J(rèn)為，推動更廣泛地采用 Frankendancer 的新舉措是該軟件「成熟」的標(biāo)志。
Firedancer 技術(shù)創(chuàng)新
Firedancer 與現(xiàn)有的 Solana 客戶端相比，帶來了多個重要的技術(shù)創(chuàng)新，尤其是在高性能計算和并行化處理方面。Firedancer 的架構(gòu)由三個核心組成部分構(gòu)成：高性能計算堆棧、網(wǎng)絡(luò)堆棧、運(yùn)行時和共識機(jī)制。這些創(chuàng)新使得 Solana 網(wǎng)絡(luò)的吞吐量得到了大幅提升，理論上可以達(dá)到每秒超過 100 萬筆交易，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有系統(tǒng)的吞吐量極限。
并行性與高效計算
Firedancer 的設(shè)計依賴于高并發(fā)的計算模型，每個驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)通過多個獨(dú)立的線程執(zhí)行不同的任務(wù)，如交易驗(yàn)證、區(qū)塊打包和數(shù)據(jù)處理等。這種并行化處理使得系統(tǒng)能夠更加高效地分配計算資源，最大化吞吐量并提高處理速度。每個線程專注于某一任務(wù)，并擁有專門的 CPU 核心，這種設(shè)計避免了資源的浪費(fèi)。
瓦片架構(gòu)（Tiles Architecture）
Firedancer 引入了創(chuàng)新的瓦片架構(gòu)（tiles），每個瓦片對應(yīng)一個特定任務(wù)，并與一個特定的線程和 CPU 核心綁定。這種靈活的架構(gòu)使得不同類型的任務(wù)能夠根據(jù)實(shí)際需求靈活分配資源。例如，網(wǎng)絡(luò)堆棧（net） 和 QUIC 協(xié)議 的瓦片處理速度極快，每秒能夠處理超過 100 萬筆交易，而 交易驗(yàn)證（verify） 和 銀行操作（bank） 瓦片則專注于事務(wù)的安全驗(yàn)證和執(zhí)行，雖然其吞吐量較低，但能夠處理高并發(fā)的交易請求。
高效的共識與網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制
Firedancer 的共識機(jī)制通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流和分布式處理，降低了交易驗(yàn)證的延遲，提高了整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度。這使得 Solana 網(wǎng)絡(luò)在高并發(fā)和負(fù)載激增時，能夠保持其高效運(yùn)作，避免因單點(diǎn)故障導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰。
Firedancer 對 Solana 的影響
突破性吞吐量
Firedancer 的最大亮點(diǎn)之一便是其提升的性能。根據(jù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的展示，F(xiàn)iredancer 每秒能夠處理超過 100 萬筆交易，遠(yuǎn)超 Solana 當(dāng)前 50,000 TPS 的理論極限。這一性能大幅提高了 Solana 區(qū)塊鏈在全球金融市場中的競爭力，也為未來的 DeFi 和 Web3 應(yīng)用提供了更為強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施。以 Visa 等傳統(tǒng)金融支付系統(tǒng)為參考，其交易吞吐量通常僅為每秒數(shù)萬筆。Firedancer 的性能無疑將讓 Solana 在這些競爭者中脫穎而出，成為未來區(qū)塊鏈支付的領(lǐng)導(dǎo)者。
增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與安全性
除了性能提升，F(xiàn)iredancer 還大大增強(qiáng)了 Solana 網(wǎng)絡(luò)的安全性。通過引入與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容的新客戶端，F(xiàn)iredancer 不僅增強(qiáng)了 Solana 網(wǎng)絡(luò)的去中心化程度，還進(jìn)一步減少了由于單個客戶端故障所帶來的網(wǎng)絡(luò)崩潰風(fēng)險。與原有的 Rust 客戶端不同，F(xiàn)iredancer 使用 C 和 C++ 編寫，不僅能有效避免由于內(nèi)存泄漏等問題導(dǎo)致的宕機(jī)，而且還能在出現(xiàn)故障時，將影響范圍降到最低。
降低網(wǎng)絡(luò)升級的復(fù)雜性
Firedancer 的引入還為 Solana 網(wǎng)絡(luò)的升級提供了新的解決方案。在此前的版本中，Solana 必須依賴于較少的客戶端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)更新和維護(hù)，而這種單點(diǎn)依賴往往會導(dǎo)致升級過程中的技術(shù)難題。隨著 Firedancer 的加入，Solana 現(xiàn)在有了更多的客戶端選項(xiàng)，使得網(wǎng)絡(luò)升級更加靈活和高效。此外，F(xiàn)iredancer 與現(xiàn)有協(xié)議兼容，保證了生態(tài)系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡，無需 DApp 開發(fā)者和用戶進(jìn)行重大調(diào)整。
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