Lighthouse项目中删除LevelDB/Redb的transaction_mutex分析
2025-06-26 18:01:18作者:曹令琨Iris
在Lighthouse区块链客户端的开发过程中,数据库层的并发控制一直是一个关键的设计考量。本文将深入分析在tree-states功能实现后,为何可以安全地移除数据库中的transaction_mutex锁机制。
背景
在早期的Lighthouse实现中,为了确保数据库状态的一致性,开发团队在热数据库(hot DB)和冷数据库(freezer DB)中引入了一个名为transaction_mutex的人工锁机制。这个锁的主要目的是防止多个线程同时写入或删除同一个状态时导致的数据不一致问题。
原始设计考量
最初引入transaction_mutex是为了解决以下场景可能引发的问题:
- 多个线程同时写入相同的状态
- 一个线程正在写入状态的同时,另一个线程正在删除该状态
在没有锁保护的情况下,这些并发操作可能导致数据库进入不一致的状态,影响后续的区块导入和状态验证。
技术演进
随着tree-states功能的实现和修剪(pruning)算法的改进,数据库层的设计发生了重要变化:
- 新的修剪算法基于热状态摘要(hot state summaries)的遍历来删除任何游离状态
- 状态管理变得更加健壮,能够处理一些边界情况
锁机制分析
在新的架构下,我们重新评估了transaction_mutex的必要性:
- 重复写入场景:多个线程写入相同状态时,由于状态内容相同,最多只会造成少量重复I/O操作,不会影响数据一致性
- 写入被删除状态场景:如果写入一个已被修剪删除的状态,该状态将在下次修剪运行时再次被删除
深入问题分析
进一步分析发现,即使在保留transaction_mutex的情况下,仍然存在无法完全防止的边界情况:
- 区块验证过程中标记为已存在的状态(skipped state)可能被并发运行的修剪线程删除
- 区块通过最终性(finalization)检查后,其祖先状态可能被迁移和修剪过程删除
- 最终区块及其状态被提交,但部分祖先状态缺失
结论与改进
基于以上分析,我们得出以下结论:
- transaction_mutex无法完全防止它设计要防范的那类问题
- 与其依赖锁机制,不如使修剪算法更加健壮,能够优雅处理状态不连续的情况
- 删除transaction_mutex后,系统设计更加简洁,同时不会降低可靠性
实现方案
最终的解决方案是:
- 完全移除transaction_mutex锁机制
- 增强修剪算法,使其能够处理状态图中的不连续情况
- 确保系统能够正确处理部分祖先状态缺失的场景
这一改进使得Lighthouse的数据库层更加高效,同时保持了系统的强一致性保证,为后续性能优化和功能扩展奠定了更好的基础。
登录后查看全文
热门项目推荐
相关项目推荐
PaddleOCR-VLPaddleOCR-VL 是一款顶尖且资源高效的文档解析专用模型。其核心组件为 PaddleOCR-VL-0.9B,这是一款精简却功能强大的视觉语言模型(VLM)。该模型融合了 NaViT 风格的动态分辨率视觉编码器与 ERNIE-4.5-0.3B 语言模型,可实现精准的元素识别。Python00- DDeepSeek-OCR暂无简介Python00
openPangu-Ultra-MoE-718B-V1.1昇腾原生的开源盘古 Ultra-MoE-718B-V1.1 语言模型Python00
HunyuanWorld-Mirror混元3D世界重建模型,支持多模态先验注入和多任务统一输出Python00
AI内容魔方AI内容专区,汇集全球AI开源项目,集结模块、可组合的内容,致力于分享、交流。03
Spark-Scilit-X1-13BFLYTEK Spark Scilit-X1-13B is based on the latest generation of iFLYTEK Foundation Model, and has been trained on multiple core tasks derived from scientific literature. As a large language model tailored for academic research scenarios, it has shown excellent performance in Paper Assisted Reading, Academic Translation, English Polishing, and Review Generation, aiming to provide efficient and accurate intelligent assistance for researchers, faculty members, and students.Python00
GOT-OCR-2.0-hf阶跃星辰StepFun推出的GOT-OCR-2.0-hf是一款强大的多语言OCR开源模型,支持从普通文档到复杂场景的文字识别。它能精准处理表格、图表、数学公式、几何图形甚至乐谱等特殊内容,输出结果可通过第三方工具渲染成多种格式。模型支持1024×1024高分辨率输入,具备多页批量处理、动态分块识别和交互式区域选择等创新功能,用户可通过坐标或颜色指定识别区域。基于Apache 2.0协议开源,提供Hugging Face演示和完整代码,适用于学术研究到工业应用的广泛场景,为OCR领域带来突破性解决方案。00- HHowToCook程序员在家做饭方法指南。Programmer's guide about how to cook at home (Chinese only).Dockerfile013
Spark-Chemistry-X1-13B科大讯飞星火化学-X1-13B (iFLYTEK Spark Chemistry-X1-13B) 是一款专为化学领域优化的大语言模型。它由星火-X1 (Spark-X1) 基础模型微调而来,在化学知识问答、分子性质预测、化学名称转换和科学推理方面展现出强大的能力,同时保持了强大的通用语言理解与生成能力。Python00- PpathwayPathway is an open framework for high-throughput and low-latency real-time data processing.Python00
项目优选
收起
deepin linux kernel
C
24
6
OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
242
2.38 K
仓颉编译器源码及 cjdb 调试工具。
C++
116
87
旨在打造算法先进、性能卓越、高效敏捷、安全可靠的密码套件,通过轻量级、可剪裁的软件技术架构满足各行业不同场景的多样化要求,让密码技术应用更简单,同时探索后量子等先进算法创新实践,构建密码前沿技术底座!
C
1.02 K
405
React Native鸿蒙化仓库
JavaScript
216
291
Ascend Extension for PyTorch
Python
79
113
仓颉编程语言运行时与标准库。
Cangjie
123
98
仓颉编程语言测试用例。
Cangjie
34
71
暂无简介
Dart
539
118
本项目是CANN提供的数学类基础计算算子库,实现网络在NPU上加速计算。
C++
591
119