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区块链性能测评实战案例(1/3)

来源:互联网  时间:2018/9/4 13:59:21
近期区块链的技术概念在传统IT圈逐渐升温,成为许多遗产系统升级重构方案的备选技术路线。笔者本人多年从事应用系统研发,目前所维护的系统性能渐露瓶颈,分片扩容难度较大且面

0x00 背景

近期区块链的技术概念在传统IT圈逐渐升温,成为许多遗产系统升级重构方案的备选技术路线。笔者本人多年从事应用系统研发,目前所维护的系统性能渐露瓶颈,分片扩容难度较大且面临分布式改进的潜在需求,因而亟需区块链架构技术储备。

应用系统性能提升的关键在于运维端的接入管理模型(AAA,认证Authentication、授权Authorization、计费Accounting)及业务端的并发(Concurrency)/吞吐量(Throughput)模型。区块链是典型的“运维友好型”系统,天然的自我治理能力极大程度上优化了接入管理模型,但现有区块链系统的并发/吞吐量模型指标却饱受诟病。无论是BTC的7tps,还是ETH的40tps在传统业务系统动辄万级甚至十万级tps面前都难以抬头。

本着不重复造轮子的宗旨,首先梳理了一下对区块链项目的需求:

聚焦底层基础设施,项目自身行业或领域特征不明显,易引入本行业业务;

能够实现微服务级部署,扩容友好,易迁移部署;

并发吞吐量5k+,稳定支撑10w级DAU,可靠性强。

根据需求有的放矢地寻觅区块链项目,寻觅的过程其实远比想象的简单。区块链项目多如牛毛,但纯做技术框架不扯业务场景或者经济模型的项目真心不多。通过对主流交易所的项目筛选(毕竟不能找一个不稳定的团队做的东西),基本圈定了EOS、QTUM、AELF项目。EOS官宣吞吐量约3300~3500tps,QTUM官宣吞吐量为BTC的十倍(权且估算100tps),AELF项目7月伊始发布测试网,官方暂未发布吞吐量信息。选定AELF作为调研对象的原因一方面是开发指南新近发布,与最近代码版本的可操作性强,且AELF采用的Akka并发框架应用范围较广,先前有所接触。

0x01 测试设计

现有的区块链系统业务处理能力普遍面向价值传递进行建设,因此对于区块链系统性能的评测思路应面向交易过程展开。AELF项目在区块链架构方面主打的特征是“主链+多级侧链”,链间有专门的跨链算法实现相对隔离的业务单元间资源的协同,链内节点均运行于集群,节点内部通过并行化方案提升吞吐量指标。根据官方在社区披露的信息,测试网初期(即目前)提供主链并行计算模块的测试验证,确认主链性能后再灰度升级至多级侧链版本,从软件质量体系的角度而言是合理的。通过参与社区内的技术直播互动,也与项目技术团队充分探讨了AELF选用的几个技术方案,尤其是Akka并行框架。积极选用已被验证的成熟技术元素确实是做新系统、新基础设施时的难能可贵的姿态,进一步提升了对AELF项目的好感度。PS:该团队技术的人也在社区,很NICE很好沟通。

Transaction,传统IT人习惯叫“事务”,区块链圈的人通常叫“交易”,可能是BTC白皮书翻译传承下来的吧。软件测评应充分考虑软件质量体系的要求,同理,对于一个区块链底层架构而言,模拟价值传输压力的交易激励能够作为区块链底层基础设施tps指标的验证形式。

据此,先定义一个原子事务作为本次测试验证的基本测试用例——“合约转账”。1次“合约转账”包括2次读2次写操作,具体步骤如下:

从A账户读取余额(1次读);

从B账户读取余额(1次读);

从A账户减去金额(1次写);

从B账户增加金额(1次写)。

因之前接触过BTC,深深叹服中本聪大神UTXO体系设置的精妙,但传统应用系统往往还是依赖账户模型体系,因此选用一个经典的原子转账事务作为标准测试用例,并以该用例的执行效率作为吞吐量指标的依据。AELF支持区块链智能合约,上述原子事务须编写为合约脚本部署至测试网。

进而,再定义一个基本的测试流程梗概:


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