什么是Solana虚拟机 (SVM)？如何运作？

Solana 虚拟机 (SVM) 是提升 Solana 区块链交易吞吐量并管理智能合约执行的底层软件基础架构。与运行在按顺序处理模型上且使用 Solidity 语言的以太坊虚拟机 (EVM) 不同，SVM 使用并行交易处理和 Rust 编程语言。

在本文中，我们将探讨 Solana 虚拟机的概念、运作方式及其与以太坊虚拟机的区别。

简介

区块链最初主要用作处理交易的去中心化网络。然而，虚拟机出现后，智能合约可以建立在区块链上，这使得区块链成为各种用例和应用程序的基础层。以太坊虚拟机 (EVM) 和 Solana 虚拟机 (SVM) 就是典型的例子。在本文中，我们将探讨 SVM 的概念、运作方式及其与 EVM 的区别。

什么是 Solana 虚拟机 (SVM)？

SVM 是 Solana 区块链上智能合约的执行环境。该虚拟机的每秒交易处理量 (TPS) 达数千笔，提高了网络的可扩展性。

以太坊第一个创建了区块链虚拟机，即 EVM，如今它已经成为标准。EVM 架构启发了多个区块链，如 BNB Smart Chain、Avalanche 和 Tron，这些区块链开发了与 EVM 分叉或兼容的系统。Solana 虚拟机已成为此知名 EVM 的有力竞争者。

Solana 虚拟机如何运作？

Solana 虚拟机 (SVM) 就像一台功能强大的计算机，运行在 Solana 区块链上，处理用户创建的智能合约。我们可以将 SVM 的运作机制分为几个不同的步骤。

验证者节点。Solana 在全球范围内拥有大量验证者节点。每个验证者运行各自版本的 SVM，这意味着他们可以独立完成不同的任务。
准备智能合约。要运行智能合约，SVM 首先将其转换为节点可以理解的语言。这确保了智能合约可正确执行。
运行智能合约。智能合约的格式正确后，就会开始运行。智能合约会更新运行该智能合约的特定节点的 SVM 版本上的区块链数据。
达成共识。更新后的区块链版本将与所有其他网络节点共享，以达成共识。

让我们设想一下这样一个场景：用户使用一款在 Solana 上构建的去中心化应用程序 (DApp) 来买卖数字艺术品。当他们购买一件艺术品时，一份智能合约就会执行，来更新区块链上的所有权记录。该智能合约通过其中一个节点上的 SVM 运行，SVM 会检查规则，确保付款合法，并更新区块链数据。

通过 SeaLevel 并行执行

SVM 的一个显著特点就是能够同时处理多个智能合约。这是通过并行交易处理实现的。从本质上讲，SVM 可以并行执行多个智能合约，从而提高交易吞吐量和效率。

SeaLevel 是 SVM 的一个组件，用于处理并行执行中的潜在冲突，即当多个交易同时影响同一账户状态时可能出现的冲突。例如，假设同时执行两笔交易（一个是向钱包中添加资金，另一个是提现资金），如果处理不当，可能会导致计算错误。

SeaLevel 旨在明确管理交易之间的相关性。Solana 上的智能合约明确规定了每笔交易将修改区块链状态的哪些部分。这样，系统就能识别可以独立运行的交易（影响状态的不同部分）和相关性交易（影响状态的同一部分）。相互关联的交易会按顺序处理，以防出现任何冲突，确保每笔交易都能准确执行，而不会影响数据和区块链的整体性能。

SVM 与 EVM 对比

交易处理模型

SVM 采用并行处理模型，支持同时处理多笔交易，从而提高了吞吐量并减少了延迟。相反，EVM 按顺序处理交易，在网络使用率高时可能会导致拥塞。

编程语言

SVM 支持 Rust，该语言以其高效著称，尤其适合需要高性能和安全性的应用程序。而相反，EVM 使用Solidity，这一语言专为智能合约开发而设计。

智能合约部署与执行

SVM 上的智能合约由每个验证者独立执行，从而提高了网络运行效率。相比之下，EVM 要求所有节点就智能合约执行的结果达成共识，这可能会延长处理时间。

SVM 面临的挑战

SVM 面临着各种挑战。其中一个主要缺点是在并行处理环境中维持系统稳定和安全的复杂性。这种架构虽然高效，但在同时处理影响相同数据的交易时，需要额外的协调来防止出现冲突并确保完整性。

此外，与 Solidity 和其他用于区块链开发的编程语言相比，Rust 编程语言对于新区块链开发人员来说需要在初始阶段投入更多的时间和精力。

结语

SVM 是 Solana 区块链上的执行环境，注重交易处理和智能合约执行的效率。SVM 使用并行交易处理和 Rust 编程语言来提高交易吞吐量和可扩展性。同时，SVM 也面临着一些挑战，如其 Rust 语言需要在初始阶段投入大量时间和精力，以及并行执行模型的固有缺陷。尽管如此，SVM 与新兴人工智能技术的集成有望增加其未来的使用和应用。

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