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分片

分片是一个成熟的概念，起源于数据库设计。它是指将一个逻辑数据集拆分并分布到多个数据库中，这些数据库不共享任何内容，并可跨多个服务器部署。 简单地说，分片允许横向扩展--将数据分割成可以并行处理的不同独立片段。这是世界从数据向大数据过渡的一个关键概念。 当数据集变得太大，无法用传统方法处理时，除了将其分解成更小的片段外，就没有其他扩展方法了。

分片是TON区块链中的一种机制，它允许处理大量交易。TON中分片的主要思想是，当账户A向账户B发送消息，同时账户C向账户D发送消息时，这两个操作都可以异步进行。

默认情况下，在基本链（workchain=0）中只有一个分片，其分片号为 0x8000000000000000（或二进制表示为 1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000）。主链（workchain=-1）始终只有一个分片。

拆分​

每个分片负责一些具有某些共同二进制前缀的账户子集。这个前缀出现在分片ID中，由一个64位整数表示，其结构为：<二进制前缀>100000...。例如，ID为 1011100000... 的分片包含所有以前缀 1011 开头的账户。

当某个分片中的交易数量增长时，它会分裂成两个分片。新分片获得以下ID：<父前缀>01000... 和 <父前缀>11000...，分别负责以 <父前缀>0 和 <父前缀>1 开头的账户。分片中的区块序列号从父区块的最后一个序列号加1开始连续。拆分后，分片独立进行，可能会有不同的序列号。

工作链​

示例：

独特性​

在设计 TON 区块链时，我们做出了两个关键决定，使其在其他使用分片技术的区块链中独树一帜。

当分片负载下降时，它们可以按如下方式合并回去：

TON 与众不同的第二个解决方案是分片数量不固定的原则。与以太坊 2.0 等支持固定分片数量（64 个分片）的系统不同，TON 允许根据网络需要添加越来越多的分片，每个工作链的理论上限为 260 个分片。 这个数字大到几乎是无限的，可以为地球上的每个人提供超过 1 亿个分片，而且还有剩余。这种方法是满足难以提前预测的动态扩展要求的唯一途径。

示例：

分割​

在TON区块链中，单个账户的交易序列（例如 Tx1 -> Tx2 -> Tx3 -> ... ）被称为账户交易链或账户链（AccountChain）。这强调了它是与单个账户相关联的交易序列。 单个分区内的多个此类账户交易链组合在一起就形成了分区链。ShardChain（以下简称 "分片"）负责存储和处理分块内的所有交易，其中每个交易链都由特定的账户组定义。

这些账户组由一个共同的二进制前缀表示，作为将它们聚类到同一分片的标准。 前缀出现在分片 id 中，分片 id 是一个 64 位整数，结构如下：<binary prefix>100000...。例如，id 为 1011100000... 的分片包含所有以前缀 1011 开头的账户。

当某个分片的交易数量增加时，该分片就会分裂成两个分片。新分片获得以下 id：<parent prefix>01000...和<parent prefix>11000...，并负责相应的以<parent prefix>0和<parent prefix>1开头的账户。分片中区块的序列号从父代最后一个序列号加 1 开始连续变化。拆分后，分片独立运行，可能会有不同的序列号。

举个简单的例子：

主链区块的头部包含分片信息。分片区块出现在主链头部后，可视为已完成（不能回滚）。

一个真实的例子：

合并​

如果分片的负载下降，它们就可以合并回来：

  • 两个分片可以合并，如果它们有一个共同的父分片，因此，它们的分片id是<parent prefix>010... 和<父前缀110...。合并后的分片将拥有分片 ID <parent prefix>10... （例如 10010... + 10110... = 1010...）。合并分片的第一个区块将具有 seqno=max(seqno1, seqno2) + 1。

举个简单的例子：

一个真实的例子：

另请参见​