交易池｜Substrate 文档

本文是 Substrate 技术文档的 Learn Substrate - Transaction Pool 部分。PolkaWorld 目前正在翻译 Substrate 技术文档，将在 PolkaWorld 公众号和网站上连载。

交易池包含本地节点已接收并验证的所有广播到网络的交易（已签名和未签名的）。

有效性

交易池检查交易有效性。请注意，交易的有效性不是硬连接到交易池中，而是由 runtime 定义的。有效性检查的示例是：

• 检查交易索引（nonce）是否正确。
• 检查帐户是否有足够的资金来支付相关费用。
• 检查签名是否有效。

交易池还定期检查池中现有交易的有效性。如果发现无效或过期的非永久交易，则将从池中删除该交易。

排序

如果交易有效，则交易队列将交易分为两类：

• Ready Queue（就绪队列）—— 包括可以包含在新的未决区块中的交易。对于使用 FRAME 构建的 runtime，交易必须遵循就绪队列中的确切顺序。
• Future Queue（将来队列）—— 包含将来可能变得有效的交易。例如，某笔交易的随机数可能对于其帐户而言过高。该交易将在将来队列中等待，直到之前的交易包含在链中为止。

注意：可以设计自定义 runtime 来删除严格的交易排序要求。这将允许整个节点在交易传播和区块包含方面实施不同的策略。

交易依赖

ValidTransaction 结构定义了 require 并提供了用于构建交易依赖关系图的参数。该依赖关系图与  priority （下面会讨论到）一起，能让交易池产生有效的交易线性排列。

对于使用 FRAME 构建的 runtime，节点使用基于帐户的系统对交易进行排序。每个已签名的交易都需要包含一个随机数，每进行一次新交易，该随机数将增加 1。例如，来自新帐户的第一笔交易的 nonce = 0 ，第二笔交易的 nonce = 1。

至少，如果nonce> 1，则FRAME交易具有提供标签的encode（发送者++随机数）和需要require编码的标签（发送者++（nonce -1）），如果nonce = 0，则交易不需要任何内容。

至少，FRAME 交易具有一个 encode(sender ++ nonce) 的 provides 标签，和一个 encode(sender ++ (nonce -1)) if nonce > 1 的 requires 标签。如果  nonce=0 则交易不需要任何内容。结果是，来自单个发件人的所有交易将形成其被包括的顺序。

Substrate 支持多个 provides 和 requires 标签，因此自定义 runtime 可以创建备用依赖项（排序）方案。

交易优先级

ValidTransaction 结构中的交易 priority （优先级）确定就绪队列中交易的顺序。如果节点是下一个区块生成者，则它将在下一个区块中按从高到低的优先级对交易进行排序，直到达到该区块的重量（weight）或长度限制为止。

priority 定义在一个交易解锁多个相关交易的情况下关系图的线性顺序。例如，如果我们有两个（或多个）满足其依赖关系的交易，那么我们将使用优先级为它们选择顺序。

对于使用 FRAME 构建的 runtime，priority 定义为交易要支付的费用。例如：

• 如果我们收到来自不同发件人的 2 笔交易 (with nonce=0)，我们将使用 priority 来确定哪个交易更重要，并首先将其包含在该区块中。
• 如果我们从同一发件人处收到具有相同随机数的 2 笔交易，则链上只能包含一项交易。我们使用 priority 选择较高 fee（手续费）的交易来存储在交易池中。

请注意，交易池不知道费用、帐户或签名 —— 它仅处理交易的 priority、requires、和 provides 参数的抽象概念，要求并提供参数。所有其他详细信息由 runtime 通过 validate_transaction 函数定义。

交易的生命周期

交易可以遵循两种路径：

由我们的节点生产的区块

1. 我们的节点侦听网络上的交易。

2. 每笔交易都会经过验证，并将有效交易放置在交易池中。

3. 交易池负责对交易进行排序，并返回准备好包含在该区块中的交易。准备队列中的交易用于构造区块。

4. 执行交易并将状态更改存储在本地内存中。来自就绪队列的交易也将通过网络传播（即八卦）给对等方。由于队列前面的交易具有较高的优先级，并且更有可能在下一个区块中成功执行，因此我们将精确的排序用作未决区块。

5. 构造好的区块将发布到网络。网络上的所有其他节点都接收并执行该区块。

请注意，在编写块时，不会从就绪队列中删除交易，而仅在导入区块时才将其删除。这是由于可能新近编写的区块可能无法进入规范链。

从网络中接收到的区块

区块被执行后，整个区块要么成功要么失败。

交易有效性

validate_transaction 是从 runtime 中调用的 ，它检查有效签名和随机数（或 UTXO 链的输出）并返回 Result。validate_transaction 孤立地检查交易，因此它不会捕获错误，例如同一输出被使用了两次。

尽管有可能，但 validate_transaction 不会检查对 pallet 的调用是否会成功。它是潜在的 DoS 向量，因为网络中的所有交易都将传递到 validate_transaction 中。

validate_transaction 函数应专注于为池提供必要的信息，以对交易进行排序和排优先级，并迅速拒绝所有无效或过时的交易。该函数将被频繁调用，对于同一交易可能多次调用。validate_transaction 也有可能使依赖交易失败，如果该交易以正确的顺序执行时将通过 execute_block 的话。

了解更多

• Extrinsics 外部信息：https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/learn-substrate/extrinsics
• Transaction Fees 交易费：https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/runtime/fees

原文：https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/learn-substrate/tx-pool翻译：PolkaWorld

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