對區(qū)塊鏈比較熟悉的朋友們可能都知道，公鏈的吞吐量一直是個讓人詬病的問題，比如比特幣和以太坊的吞吐量每秒只有個位數(shù)，如果想要在以太坊上面搭載一個吞吐量需求較大的DApp，那么這條公鏈就需要具備可擴展性。

但是區(qū)塊鏈擴容這種事情，說起來容易做起來難，有什么解決方案可以實現(xiàn)呢？這就不得不說一說我們今天的主角——上將分片技術(shù)”!

吞吐量

在說分片技術(shù)之前，我們需要通過了解吞吐量”的概念，來幫助我們進一步了解區(qū)塊鏈的分片技術(shù)。

吞吐量這個概念很好理解，它基本上相當(dāng)于人們正常吃飯、排泄一樣：當(dāng)你在訪問某個網(wǎng)站點開這個鏈接的時候，就相當(dāng)于人吃下去食物了;當(dāng)服務(wù)器接收到你的鏈接請求后，會給你反饋相應(yīng)的數(shù)據(jù)使該網(wǎng)頁呈現(xiàn)在你的面前，就相當(dāng)于這個人吃進去的東西消化完畢且把廢物排泄出來了，這整個過程就是一個吞吐。

一個人自從吃進去事物到排泄出去所需要的時間就可以看成區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進行一個吞吐所需要的時間，單位時間內(nèi)吞吐的次數(shù)，就用吞吐量來形容。

為什么需要分片技術(shù)？

我們在了解了吞吐量之后，就可以回頭看看現(xiàn)有的擴容問題。

我們常說區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式賬本，是因為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是由一個個節(jié)點鏈接起來的，然后要求每一個完全參與的節(jié)點都必須要驗證每一筆交易，而且這些節(jié)點還必須跟全網(wǎng)的所有其他節(jié)點保持一致。

雖然這樣的機制可以最大限度的保證全網(wǎng)的安全，在容錯性、安全性、政治中心和真實性上面有很大的優(yōu)勢，但是這種方式是以降低可擴展性為代價的。

當(dāng)公鏈變得越來越大時，它就需要越來越多的處理能力來驗證這些公共交易，進而可能造成交易瓶頸。眾所周知，當(dāng)前階段公鏈的吞吐量實在是小的可憐，平均每秒只能處理7-15筆交易，所以，這在極大程度上阻礙了那些對吞吐量有較高要的應(yīng)用在鏈上的發(fā)展（即使聊天、實時支付等）。

發(fā)現(xiàn)問題總是好的，但如何解決問題卻又成為了一個新的問題。關(guān)于這個新問題，業(yè)界提供的解決方案主要分為鏈上和鏈下兩種。

鏈下的解決方案就是利用閃電網(wǎng)絡(luò)將大量交易放到鏈外進行，只把關(guān)鍵環(huán)節(jié)放到鏈上確認(rèn)（缺點很明顯就是沒有區(qū)塊鏈的保護不是很安全）。

鑒于前者的情況，我們就需要一種與其互補的、鏈上的解決方案，也就是今天所講的：分片技術(shù)（還有側(cè)鏈、DAG等，此處暫且不表）。

什么是分片技術(shù)？

分片（Sharding）是一種基于數(shù)據(jù)庫分成若干片段的傳統(tǒng)概念擴容技術(shù)，它將數(shù)據(jù)庫分割成多個碎片并將這些碎片放置在不同的服務(wù)器上，在底層公鏈的系統(tǒng)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)上的交易將被分成不同的碎片，其由網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點組成。

因此，只需要處理一小部分輸入的交易，并且通過與網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點并行處理就能完成大量的驗證工作。將網(wǎng)絡(luò)分割為碎片會使得更多的交易同時被處理和驗證，我們將這種技術(shù)稱之為分片技術(shù)”（或水平擴容），可以簡單地理解為分而治之”。

其實分片技術(shù)不止一種，為了滿足不同的需求，分片技術(shù)還分為：網(wǎng)絡(luò)分片、交易分片和狀態(tài)分片等。舉個例子方便理解：

現(xiàn)有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)就像一條繁忙的高速公路，這條高速公路的收費站暫時只有一個收費出口，在這樣的布局下，車輛稍微增加，交通很容易堵塞。比如當(dāng)時基于以太坊發(fā)布的加密貓游戲，游戲玩家暴增，導(dǎo)致以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵。

若是想減少高速擁堵的情況，就需要在高速公路上增加N個收費口，這才能極大地提高汽車通過收費站的速度。因此，分片技術(shù)可以為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的改善，并顯著提高區(qū)塊鏈的交易速度。

可以想象，當(dāng)我們將低費用與高交易處理能力結(jié)合起來的時候，必然會使公共鏈變得越來越有吸引力。這些積極的趨勢所持續(xù)的時間越長，我們就越能看到更多的主流的加密技術(shù)和區(qū)塊鏈應(yīng)用程序的出現(xiàn)，最終呈現(xiàn)一個百花齊放的狀態(tài)。

分片技術(shù)帶來的好處

基于分片技術(shù)的區(qū)塊鏈的實現(xiàn)底層公鏈有很多好處：

1.區(qū)塊鏈上處理交易的速度變成了每秒上千筆甚至更多，這可以改變?nèi)藗儗觤貨b作為支付方式效率的看法。

2.改善交易吞吐量將會給去中心化的系統(tǒng)帶來使越來越多的用戶和應(yīng)用程序，而這反過來可以促進區(qū)塊鏈技術(shù)的進一步發(fā)展與采用，也使挖礦變得更有$可圖，同時也能吸引更多不同人士加入到公共網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點，從而形成一個良性循環(huán)。

3.分片技術(shù)因為驗證單筆交易的處理量減少了，可以幫助降低交易費用，節(jié)點盈利的同時減少收取的費用，在現(xiàn)實的區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缰?，將降低?jié)點費用與提高交易處理能力結(jié)合，使底層公有鏈更具吸引力與競爭力。

分片技術(shù)獨特在于其他解決擴容的鏈上技術(shù)的關(guān)鍵特性，就是它可以進行水平擴容，也就是說，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量隨著挖礦網(wǎng)絡(luò)的擴展而增加，這種特殊的特性可能使它成為推動區(qū)塊鏈技術(shù)被快速采用的理想技術(shù)。

簡單來說，分片技術(shù)的本質(zhì)是通過改變網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各步驟之間的驗證方式來增加吞吐量，各步驟之間驗證范式可以采用鏈上驗證，也可以采用鏈下驗證的方式，沒有統(tǒng)一，這就足以為現(xiàn)有公鏈帶來諸多好處。

總結(jié)

分片技術(shù)信息量巨大，它無疑是區(qū)塊鏈中解決擴容問題的一個絕佳方案，同時分片技術(shù)還可以保證了去中心化和透明度的情況。但是分片技術(shù)，在設(shè)計和實現(xiàn)層面都是困難重重的，挑戰(zhàn)還有很多，目前一切還只是個開始。

在我們普通人還沒有領(lǐng)會到這些技術(shù)時，最需要的是提高深度的邏輯分析思考能力（持續(xù)學(xué)習(xí)才是王道），這樣才能迎接區(qū)塊鏈時代的到來，不被大浪潮所淘汰。