最近举行的第90期核心开发者会议几乎全程都在讨论一个问题。我强烈建议大家亲自听一下这场会议。
在这场会议上，Alexey提出了客户端开发者负荷过重的问题。虽然我认为这场讨论是一个重要的开始，但是我们太急于寻求解决方案了，充分理解这个问题才是当务之急。重要的是，我们需要花点时间来分析问题。在问题内涵的分析上，“五问法”是最简单有效的方法之一。
事不宜迟，先来看看第一问是什么。
第一问：为什么Geth开发团队的压力如此之大，甚至到了超负荷的地步？
通过etherscan，我们可以看到各个客户端的装机量所占份额的统计数据如下所示：
Geth:75%
Parity&OpenEthereum:20%
Nethermind:1%
剩下4%由一些市场份额不到1%的客户端组成，因此忽略不计。
重要的是，有超过51%的算力都集中在Geth客户端上。假设在即将到来的柏林硬分叉中，Geth在实现其中一个EIP时出现了bug。即使这个客户端的其它实现都没出bug，只要有区块碰上了这个bug，就会导致以太坊网络分叉。按理来说，这个区块是无效的，其他客户端也会将其视为无效块。但是，有超过51%的挖矿节点都运行的Geth客户端，因此整个网络都会被带到错误的分叉链上去。
特斯拉创始人对“比特币是修复储备银行疯狂通胀的补丁”的观点表示赞同:近日，SpaceX和特斯拉创始人Elon Musk与一名推特用户探讨“货币只是在时空上转移价值的工具”。推特用户@Robert Breedlove发推文称:“货币只是一种跨越时空移动价值的工具。黄金可以让价值在时间上移动，但不能移动空间。法币很适合在空间上移动价值，但不适合在时间上移动。而比特币优化了在空间和时间上移动价值。”SpaceX和特斯拉创始人Elon Musk对此回复称：“我们称之为金钱的东西只是劳动分配的信息系统。真正重要的是制造商品和提供服务。我们应该从信息论的角度来看待货币。错误和延迟最少的一方获胜。”随后，推特用户@Cerberus对Musk的观点评论道：“比特币有延迟和交易成本。但如果将其用作价值储存和大价值传递，它的效率会非常高。货币本身就是货币。比特币不需要取代它们。相反，比特币是修复储备银行疯狂通胀的补丁。”Elon Musk对此表示赞同，回复称：“好主意。”[2021/1/17 16:21:02]
这就要求Geth客户端和开发团队绝对不能犯错。
观点：卖方减少和对交易所信任度降低导致交易所比特币外汇储备持续下跌:比特币（BTC）外汇储备持续暴跌，自3月份以来，外汇储备迅速从295万比特币降至270万比特币。在短短7个月内，外汇储备减少25万比特币，意味着减少了28.5亿美元。分析人士将比特币外汇储备持续下降的主要原因归结为市场卖方的整体短缺。一位名为“Oddgems”的匿名交易员表示，数据显示比特币很可能正从交易所转向无托管的钱包。如果是这样的话，这表明投资者正在更长时间持有他们的资金。阿姆斯特丹证券交易所交易员Michael van de Poppe赞同这一立场。他强调，随着金融机构的现金储备流入比特币，比特币从交易所流出的资金正在增加。宏观投资者Dan Tapiero也表示，由于机构兴趣的激增，可能会出现“比特币短缺”。而近期一系列交易所事件也导致外汇储备急剧下降，这可能令交易员感到恐慌。监管方面的不确定性足以导致外汇储备下滑。（Cointelegraph）[2020/10/18]
因此，第一问的答案是：
观点：由于美元货币供应扩张，巨鲸明显增持比特币:加密货币分析师Willy?Woo今日在推特上评论称，许多人看了比特币的价格，怀疑这是一种对冲。高净值个人和基金肯定认为这是真的，并用真金白银押注于此。由于最近一轮的美元货币供应扩张，巨鲸明显增加了他们持有的比特币。[2020/9/8]
因为以太坊网络的客户端缺乏足够的多样性。
值得一提的是，客户端多样化不会突然将客户端开发变成一项轻松的工作。但客户端多样性本身依然是一个值得探索的领域，有助于我们找到提高客户端开发的效益，同时减轻开发团队负担的方法。不可否认的一点是，只在Geth团队上下功夫不太可能解决这个问题。
第二问：为什么以太坊网络缺乏客户端多样性？
以太坊主网上线时，我们有多个客户端。其中最主要的两个是Geth和CPPEthereum。之后又出现了Parity，CPPEthereum被淘汰。
从那时起，除了Parity之外，没有一个客户端能获得较大的市场份额。去年，Nethermind异军突起，成为了一颗冉冉上升的新星，但是目前只占据了1%的市场份额。最近，由于Parity遭遇了一些波折，前途一片黯淡，Parity的市场份额大幅下降。我们认为，在理想情况下，以太坊网络需要有3个及以上的客户端、每个客户端占有的客户端份额都不至于太高、没有任何一个客户端能占据远远超过51%市场份额。虽然在理想情况下应该实现客户端多元化，但是我们已经习惯了客户端霸权的局面。
观点：3月稳定币表现俱佳总值超过20亿美元 或将推动加密市场迅速回升:数据显示Binance交易所稳定币数量稳步增长，表明散户投资者正往交易所转入稳定币，原因可能是散户投资者打算将其手上的比特币等其他加密货币转为稳定币。而除此之外，CoinMetrics联合创始人Nic Carter表示，不仅是USDT，过去几周内，其他稳定币数量都出现了上涨。3月稳定币总值超过20亿美元。这也是迄今为止，稳定币表现最好的一个月。除USDT以外的稳定币价值也增加了5亿美元。整体而言，目前所有稳定币总价值已超过80亿美元，占整个加密市场市值的4.2%。而对此，有观点认为，市场即将到达一个临界点，即投资者想要抛售稳定币而去持有比特币，从而能推动加密货币市场迅速回升。（Bitcoinist ）[2020/4/15]
那么，我们为什么需要多个客户端？
从我个人的经验角度来看，构建以太坊客户端难比登天。Geth之所以能在以太坊网络上稳定运行，是因为它引入了很多复杂的优化。Geth团队花费了数年时间才达到了如此高的复杂度，目前仍在继续优化中。
观点：区块链发票棋至中场 巨头早已布局“新基建”:3月28日消息，7省市发布的25万亿重点项目和新基建概念瞬间点燃资本市场热情，区块链则正在成为其中关键技术元素。多地竞速区块链发票背后，电子政务改革、发票电子化和财税体制创新的“大势所趋”。目前区块链发票行业发展主要呈现几个特点：区块链发票多地“赛马”，大厂唱主角；各地的赛马态势，亦反映在技术路线的选择上；发票支点撬动数据棋局；正确行业整体仍处于过渡阶段。多位受访行业人士认为：发票场景的试水，可视作区块链技术在新基建领域的重要实践。不过，助推税务部门从“以票控税”向真正意义上的“以信息控税”转变，区块链技术还有很长的路要走。特别是由于电子发票还未能够跨城市流通，发票流转涉及的耦合难题尚未得到系统解决，区块链发票带来的实质价值还在等待真正爆发。（中国经营报）[2020/3/29]
有人可能会立即建议我们想办法为落后的客户端提供支持和帮助。我很警惕这种“人月神话”式的解决方案——在软件开发过程中，让更多工程师来解决一个难题很少会成功，而且我不指望这种方案会取得成功。
相反，我认为应该将关注点放在复杂性上。
注：人月神话，mythicalman-month，指出以大量人员和较短的时间，并不能缩短软件的开发进度。一窝蜂的作业方式无助于软件生产，且会制造麻烦，产生出更差的软件。向进度落后的项目追加人力，只会使进度更加落后。
第三问：为什么构建以太坊客户端会这么难？
现在，我们正越来越接近问题的根源。
事实证明，大部分困难都来自于组网协议，即以太坊客户端软件用于相互连接并分享区块链信息的那一组工具。以太坊的组网规则，最终影响甚至决定了以太坊客户端的设计和要求。
一些组网工具指定了未经优化的架构，甚至要求以太坊客户端运行不必要的功能。客户端开发者需要在这些限制下工作。
第四问：为什么网络互联协议提高了客户端实现的难度？
我相信，这个问题的答案基本上可以分为两个部分。
状态管理
整体网络互联要求
就状态管理而言，以太坊客户端必需能够同步网络上的完整状态，并维护该状态的本地副本。这两点都很难做到。对客户端以及读取并处理状态要求的服务器来说，同步状态需要提出数百万个请求，并且会导致磁盘I/O饱和。新同步的状态需要经过维护和删减，以便数据库能足够快地执行新区块。从工程上来说，这是一项严峻挑战！
GetNodeData是我们用来同步状态的唯一网络互联工具，针对特定的状态数据库格式进行了优化。由?TurboGeth?推广的“扁平式”数据库布局在状态维护方面具有极大的性能优势，但是使用这种布局会加大?GetNodeData?请求的处理难度。
一旦我们将注意力转向网络技术，尤其是DevP2P?ETH?协议，我们会发现还有其他因素提高了客户端的复杂性。要想加入这个网络，客户端需要具备以下能力：
处理访问最近区块所生成的状态的?GetNodeData?请求；
处理访问链上数据历史记录的请求，包括区块头、区块体和收据。
从根本上来说，对于许多客户端操作而言，处理这些请求所需的基础数据不是必需的，但是现在却强制它们支持这些功能。这就需要所有客户端在除了满足自己本身的需求之外，还要另外构建大量功能。例如，主要作为交易发送网关的客户端并不需要历史链上数据，可能只需要一个很小的状态子集。但是，就当前的以太坊版本而言，客户端依然需要保存完整的副本。
第五问：为什么……
看来我只问了四个“为什么”就找到了根本原因。以太坊协议还没有完全成熟。在设计以太坊协议时，我们并没有意识到现如今发现的大多数问题，或者因为当时状态规模较小、发展历史较短，这些问题还不成问题。
解决方案
过去一整年，我都在关注这个问题。令我震惊的是，以太坊上许多问题的根源其实都可以追溯到网络层。
或许最明显的例子是，磁盘I/O历来都是客户端的一个瓶颈。这个瓶颈之所以存在，是因为客户端倾向于使用树结构的朴素表示来执行其状态数据库。状态数据库的构建方式由?GetNodeData?网络元件决定。
为了解决这个问题，我们需要对以太坊共识层以及网络层的各个部分进行检修。目前，检修工作已经启动。大量工作已经在Alexey和我共同领导了8个月的“无状态以太坊”名义下开展。我们所做的一些工作至少减轻了Geth团队的负担，因为他们用上自己开发了经年之久的SNAP同步协议。还有一部分工作需要深入理解这个问题并想到可行方案的才俊来承担。
目前，这样一个庞大的DevP2P?ETH?协议尚未完全解构。我们对于如何将这个网络拆分成三个独立的专用网络有了基础了解，但是目前还没有人直接着手这块。
另外，还有像?re-genesis?之类的想法，提供了完全回避这些问题的机制。这是一种激进的方法，如果能成功的话，或将为我们带来很大的优势。
首先，我们应该清楚的是，以太坊网络还有许多艰巨的任务需要完成，只有少数人能够胜任这些任务。虽然每天都有越来越多的开发者参与进来，但是他们需要投入时间和精力来学习必备技能。客户端开发者在专注于解决日常用户看不到的底层问题时，还要抽出时间来开发新的EVM功能。
如果我们希望以太坊网络能够取得长远的成功，我认为整个社区都要就解决这些问题展开合作，给予其根本原因足够的关注和讨论。最重要的是，我们要携手打造出有效的技术解决方案。
原文链接:?https://snakecharmers.ethereum.org/applying-the-five-whys-to-the-client-diversity-problem/作者:?PiperMerriam翻译&校对:?闵敏&阿剑
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