FISCO BCOS是完全開源的聯盟區塊鏈底層技術平臺，由金融區塊鏈合作聯盟(深圳)(簡稱金鍊盟)成立開源工作組通力打造。開源工作組成員包括博彥科技、華爲、深證通、神州數碼、四方精創、騰訊、微衆銀行、亦筆科技和越秀金科等金鍊盟成員機構。
共識與同步的流程優化，是FISCO BCOS性能優化邁開的第一步。僅依靠這一流程優化，就給系統TPS帶來可觀的1.75倍提升。但這不是目的，其目的在於確定了共識的主導地位，排除了同步給共識帶來的性能影響，讓之後的性能分析更好地聚焦在共識流程中。
基礎講解
在卓別林的電影《摩登時代》裏，卓別林扮演一個工人，日復一日地重複着擰螺絲的動作：提起扳手，找到零件，對準螺絲，擰緊，再提起扳手，再找到下一個零件，再對準螺絲，再擰緊......
在FISCO BCOS的設計裏，共識和同步也在幹着這樣重複的事情。
共識與同步是個啥？
共識與同步，是FISCO BCOS節點中的兩個核心流程。它們相互配合，實現了區塊鏈的核心功能：生產出一條在每個節點上都一致的區塊鏈。
在FISCO BCOS節點的實現裏，共識和同步的實體，我們稱爲共識模塊和同步模塊。
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共識模塊：負責生產區塊，讓節點產生的區塊都是一模一樣的
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同步模塊：負責廣播交易，讓用戶發出的交易儘可能地到達每個節點
共識與同步在幹啥？
我們來看看共識模塊和同步模塊的工作環境：
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交易池：節點中緩存未被處理交易的容器
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網絡模塊：接收其它節點發來的消息包，也可向其它節點發送消息包
那麼，共識模塊與同步模塊在幹啥？
共識模塊
不斷進行共識消息的處理和發送，讓所有節點上的區塊達到一致，此處以PBFT的共識爲例。
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打包區塊：從交易池拿取出交易，打包成區塊廣播出去，或處理從網絡模塊拿到的其它節點的區塊
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執行區塊：解碼區塊，驗證區塊，執行區塊，將區塊的執行結果籤個名廣播出去
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收集簽名：收集其它節點執行結果的簽名，如果收集到的簽名達到一定數量，就向其它節點廣播“commit消息”
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收集commit：收集其它節點的commit消息，當收集到的commit消息達到一定數量，說明區塊已經一致，可以落盤了
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落盤：把區塊連接到現有區塊鏈的末端，形成區塊鏈，存儲到DB中
同步模塊
不斷進行交易的收發，讓每一筆交易儘可能地到達每個節點。
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取交易：從交易池中取出未發送的交易
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發交易：把未發送的交易廣播給其它節點
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收交易：從網絡模塊收取其它節點的交易
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驗交易：對交易進行解碼和驗籤
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存交易：把驗籤通過的交易存到交易池中
問題與優化
卓別林和他的夥伴各司其職，井然有序，看似非常和諧。可當工廠落後的生產力跟不上旺盛的市場需求，即便是卓別林這種熟練工，加班加點也幹不完。這個時候，卓別林不得不開始思考自己和夥伴在生產關係上的問題。
在以往的設計中，共識模塊和同步模塊並沒有優先級的區分，導致它們在爭奪資源時浪費了大量的時間。同時，共識模塊和同步模塊中還有很多重複的操作，也浪費了時間。因此，應該將共識模塊和同步模塊的執行流程一併考慮，優化流程，提高效率。
在經過詳細分析和縝密驗證後，FISCO BCOS將共識模塊和同步模塊流程進行了優化。優化基於以下思想：
共識模塊負責主導整個區塊鏈出塊的節奏，應讓共識模塊先行。而同步模塊，理應扮演好配合的角色，輔佐共識模塊更快出塊。
基於上述思想，我們來看看其中幾個問題的優化方法。
問題1：
工作阻塞
共識模塊與同步模塊都是從網絡模塊中獲取消息包，再根據相應消息包進行下一步操作。但是，由於網絡回調線程數量的限制，同步模塊在處理消息包時，佔用了網絡的回調線程，導致共識模塊無法及時處理其它節點發來的共識消息，共識流程被阻塞。
如何解決？
——將同步消息的處理操作從網絡回調線程中剝離
基於共識模塊先行的思想，應讓共識模塊更及時地收到共識消息，不能讓同步模塊佔用網絡回調線程太久。因此，同步模塊在拿到消息時，不是直接在回調線程中對交易進行解碼和驗籤，而是將同步消息包緩存起來，用另外一個線程“私下”慢慢處理。這樣一來，同步消息的處理不會長時間佔用網絡回調線程，能讓共識消息響應得更快。
問題2：
編解碼冗餘
同步模塊收到同步消息中的交易，是經過編碼的，同步模塊需將其解碼成節點代碼中的數據結構，再存入交易池中。共識模塊打包區塊時，把交易從交易池中取出，將交易進行編碼，打包成區塊，再將區塊發送出去。在這個過程中，交易先被解碼，又被編碼，操作存在冗餘。
如何解決？
——交易編碼緩存
共識優先級高於同步，應儘量減少共識模塊中不必要的操作。因此，在同步模塊存交易時，一併將交易的編碼存入交易池。共識模塊取交易時，直接從交易池中拿出編碼好的交易，免去了編碼操作。
問題3：
重複驗籤
同步模塊在收到交易後，需對交易的簽名進行驗證（簡稱“驗籤”），共識模塊在收到區塊後，也需要對區塊中的交易進行驗籤。同步模塊和共識模塊所驗籤的交易，有很大概率是重複的。驗籤是一個非常耗時的操作，每進行一次額外的驗籤，都會消耗大量的時間。
如何解決？
——驗籤去重
無論是同步模塊還是共識模塊，在驗籤前，都去交易池裏查詢該筆交易是否存在。如果存在，就省略驗籤操作。如此一來，一筆交易只驗籤一次，減少了不必要的驗籤開銷。
解決方案可否更優？
——儘量讓同步驗籤，減少共識模塊驗籤的次數
仍然是共識模塊優先的思想，儘量減少共識模塊驗籤的操作。因此，同步模塊必須比共識模塊跑得快，在共識模塊處理一筆交易前，同步模塊先拿到交易，優先對交易驗籤。
FISCO BCOS在此處對同步模塊採取的策略是：對交易進行全量的廣播。
在一個打包節點拿到交易時，其它節點的同步模塊也收到了相應的交易。在其它節點收到打包節點發過去的區塊時，區塊中所包含的交易早已被同步模塊驗籤後寫入交易池中。同時，爲了讓同步模塊在相同操作的處理速度上不低於共識模塊，同步模塊的交易編解碼，也採用了和共識模塊一樣的“並行編解碼”和“交易編碼緩存”。
結果如何？
共識與同步的流程優化，一定程度上也提高了交易處理的TPS。經測試，交易處理的TPS提高至原來的1.75倍！更重要的是，通過流程優化，確定了共識的主導地位，排除了同步給共識帶來的性能影響，讓之後的性能分析更好地聚焦在共識流程中！
消除了阻塞，消除了編碼冗餘，消除了重複驗籤，卓別林和他的夥伴工作得更輕鬆，更順暢了！
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