这么多人装X的人聊区块链，区块链究竟是个什么系统？（第69讲）

《架构师之路：架构设计中的100个知识点》

69.区块链的本质

很多人聊区块链，但其实搞不清楚它究竟是啥，从技术的角度，从架构的角度，说说区块链是个什么系统。

画外音：可忽略AI起的标题。

究竟啥是区块链？

一句话，区块链是一个存储系统。一个没有管理员，每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。

通常所见的存储系统是啥样的？

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如上图，一块空间存储数据，一个软件管理数据，提供接口写入数据，这是存储系统，例如mysql。

普通的存储系统会有什么常见的问题？

常见的有两个问题：

1. 数据存在一个地方很危险，空间损坏数据就丢了，用技术的话说即“数据不高可用”；

2. 写入点只有一个，用技术的话说即“单点控制”；

如何保证数据高可用？

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解决高可用要“冗余”，如上图，如果能把数据冗余到多个地方，就能保证高可用，一个地方的数据挂了，另外的地方仍存有数据。例如mysql主从集群，以及磁盘的RAID都是这个原理。

这里需要强调两点：

1. 数据冗余往往会引发一致性问题，例如mysql主从集群中的读写延时问题；

2. 数据冗余往往会降低写入效率，因为同步数据需要消耗额外的资源；

可不可以多点写入？

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可以。可以多个节点都实施写入，例如mysql双主集群，又或者多机房多活数据中心。这里要强调的是，多节点写入往往会引发写写冲突的一致性问题。

多点控制写入之后，其实出现了多中心控制，在数据不一致的时候，往往需要有一个算法来协商如何处理不一致数据。

例如，存在两个中心节点时，可以约定这样的算法来处理不一致：

以时间戳最小的数据为准，即先来先得。

又例如，存在多个中心节点时，可以约定这样的算法来处理不一致：

投票，以多数票的数据为准。

什么是区块链？

有了上面的铺垫，区块链就不难理解了。

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1. 区块是一块存储空间，可以存储数据；

2. 区块链不但像链表一样把区块串起来，还有约定了一系列的方法管理这些数据，所以它是存储系统；

3. 区块链有很多节点，每个节点都保存了全部的数据，所以它是高可用的；

4. 每一个中心节点都可以生成区块，并写入数据，所以每一个点都是中心节点，或者说区块链是去中心化的，要想控制整个系统，必须控制一半以上的节点，才能控制投票，于是这个系统没有管理员；

综上，区块链实际上是一个没有管理员的，去中心化的，每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。只要你愿意，你随时可以成为区块链中的一个节点，并参与区块的生成与写入，比特币就是基于这个分布式存储上的电子货币。

由于节点很多，很多数据需要同步，这个系统的存储容量其实不大，全球存储比特币的区块链也就几百G数据。

画外音：互联网存储系统，存储量远超这个值。

因为节点很多，数据需要保持一致，这个系统的写入效率也很低，存储比特币的区块链每10分钟才生成1个区块，1个区块只有1M的存储空间，只够写入2000笔比特币交易的数据。

存储比特币的区块链，每日约处理30W笔交易，也就是说，系统的TPS只有个位数，这个存储系统的效率非常低。

画外音：互联网交易系统，吞吐量动辄成千上万。

关于区块链，本文只说了概念，很多细节未涉及，如果大家感兴趣，未来再聊。

知其然，知其所以然。

思路比结论更重要。

==全文完==

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