本文主要概述了關於Solana如何處理交易，以及關於開發人員如何處理丟失交易的技術。
本文主要概述了關於Solana如何處理交易的技術，以及關於開發人員如何處理丟失交易。
這篇文章最初發表於The Solana Cookbook。
簡介
在某些情況下，一個看似有效的交易在被納入區塊之前可能會被丟棄。這種情況最常發生在網絡擁堵時期，當RPC節點未能將交易重新廣播（重播）給領導者（leader，決定當前區塊的驗證器）的時候。對於終端用戶來說，他們的交易似乎完全消失了。雖然RPC節點配備了通用的重播算法，但應用程序開發人員也能夠開發自己的自定義重播邏輯。
交易的歷程
客戶如何提交交易
在Solana區塊鏈中，不存在mempool的概念。所有的交易，無論它們是以編程方式還是由終端用戶發起的，都被有效地路由到領導者，以便被處理成一個區塊。將交易發送給領導者有兩種主要方式：
- 通過RPC服務器和sendTransaction JSON-RPC方法進行代理
- 通過TPU客戶端直接傳送給領導者
絕大多數的終端用戶會通過RPC服務器提交交易。當客戶端提交交易時，接收的RPC節點將反過來嘗試將交易廣播給當前和下一個領導者。在交易被領導者處理之前，除了客戶和轉發的RPC節點知道這筆交易以外，沒有任何關於交易的記錄。在TPU客戶端發送交易的情況下，重播和領導者的轉發完全由客戶端軟件處理。
RPC節點如何廣播交易
在RPC節點通過sendTransaction收到交易後，它將把交易轉換成UDP數據包，然後轉發給相關的領導者。 UDP允許驗證器彼此之間快速通信，但不提供任何關於交易交付的保證。
由於Solana的領導者時間表（決定那個驗證器作為下一個領導者的計劃表）在每個紀元（約2天）之前就已被知道，RPC節點將直接向當前和下一個領導者廣播其交易。這與其他協議（如以太坊）相反，後者在整個網絡中隨機和廣泛地傳播交易。在默認情況下，RPC節點將嘗試每兩秒鐘將交易轉發給領導者，直到交易最終完成或交易的區塊鏈過期（截至本文撰寫時，為150個區塊或〜1分19秒）。如果未完成的重播隊列大小超過10000個交易，新提交的交易將被丟棄。 RPC操作員可以調整一些命令行參數，從而改變這種重試邏輯的默認行為。
當一個RPC節點廣播一個交易時，它將試圖把交易轉發給領導者的交易處理單元（TPU）。 TPU在五個不同的階段處理交易。
- 獲取階段
- 簽名驗證（SigVerify）階段
- 銀行業務（Banking）階段
- 歷史服務證明（Proof of History Service）
- 廣播階段
圖片來源：Jito Labs圖片來源：Jito Labs
在這五個階段中，“獲取”階段負責接收交易。在獲取階段，驗證器將根據三個端口對匯入的交易進行分類。
- tpu處理常規交易，如代幣轉移、NFT鑄造和程序指令。
- tpu_vote只關注投票交易
- 如果當前領導者無法處理所有交易，tpu_forwards將未處理的數據包轉發給下一個領導者。
關於TPU的更多信息，請參考Jito Labs的這篇文章。
交易如何被丟棄
在交易的整個過程中，有幾種情況下，交易可能被無意中從網絡中刪除。
在處理一項交易之前
如果網絡丟棄了一個交易，它很可能在交易被領導者處理之前就被丟棄了。 UDP數據包丟失是可能發生這種情況的最簡單原因。在網絡負荷很高的時候，驗證器也有可能被需要處理的交易數量所淹沒。雖然驗證器有能力通過tpu_forwards轉發多餘的交易，但可以轉發的數據量是有限制的。此外，每個轉發被限制在單獨兩個驗證器之間進行。也就是說，在tpu_forwards端口上收到的交易不會被轉發到其他驗證器上。
還有兩種不太為人所知的原因，即交易在被處理之前可能被丟棄。第一種情況涉及通過RPC池提交的交易。在一些非常罕見的情況下，RPC池的一部分可以充分領先於池的其他部分。當池內的節點被要求一起工作時，這可能會導致問題。在這個例子中，交易的最近區塊哈希（Blockhash）是由池的高級部分（Backend A）查詢的。當交易被提交到池子的滯後部分（BackendB）時，節點將無法識別領先的區塊哈希，從而放棄交易。如果開發者在sendTransaction上啟用預檢檢查，就可以在交易提交時檢測到這一點。
暫時性的網絡分叉也會導致交易被丟棄。如果一個驗證器在銀行階段內重放區塊的速度很慢，它可能最終會創建一個少數分叉。當客戶建立一筆交易時，該交易有可能引用一個只存在於少數分叉上的最近區塊哈希。在交易被提交後，交易集群可以在交易被處理前從其少數分叉中切換出來。在這種情況下，交易會因為找不到區塊哈希而被丟棄。
在交易被處理後，在交易被最終確定前被丟棄
如果一個交易引用了少數分叉的最近區塊哈希，該交易仍有可能被處理。然而，在這種情況下，它將由少數分叉的領導者處理。當這個領導者試圖與網絡的其他成員分享其處理的交易時，它將無法與大多數不承認少數分叉的驗證器達成共識。這時，交易將在最終完成之前被丟棄。
處理被丟棄的交易
雖然RPC節點會嘗試重新廣播交易，但他們採用的算法是通用的，往往不適合特定應用的需要。為了應對網絡擁堵時期，應用開發者應該定制自己的重播邏輯。
深入了解sendTransaction
當涉及到提交交易時，開發人員可用的主要工具是sendTransaction RPC方法。 sendTransaction只負責將交易從客戶端轉發到RPC節點。如果節點收到交易，sendTransaction將返回交易ID，可以用來跟踪交易。一個成功的響應並不表明該交易是否會被集群處理或最終完成。
請求參數
transaction: string（字符串）——完全簽名的交易，作為編碼的字符串
（可選） configuration object: object（對象）
- skipPreflight:bolean（布爾值）——如果為真，則跳過預檢交易檢查（默認為假）。
- （可選） preflightCommitment: string（字符串）—— 對bank slot進行Preflight模擬時使用的承諾級別（默認為：“完成”）。
- （可選） encoding: string （字符串）——用於交易數據的編碼。要么是”base58″（慢速），要么是”base64″。 （默認：”base58″）。
- （可選） maxRetries: usize——RPC節點重試向領導發送交易的最大次數。如果不提供這個參數，RPC節點將重試交易，直到交易最終完成，或者直到區塊哈希過期。
響應
transaction id: string （字符串）-——嵌入在交易中的第一個交易簽名，以base-58編碼的字符串。這個交易ID可以與getSignatureStatuses一起使用，輪詢（poll）狀態的更新。
自定義重播邏輯
為了開發自己的重播邏輯，開發者應該利用sendTransaction的maxRetries參數。如果開發者提供相關參數，maxRetries將覆蓋RPC節點的默認重播邏輯，允許開發者在合理範圍內手動控制重播過程。
手動重試交易的一個常見模式是來自getLatestBlockhash臨時存儲的lastValidBlockHeight。應用程序一旦存儲起來，就可以輪詢交易集群的區塊高度，並在適當的時間間隔內手動重試交易。在網絡擁堵的時候，將maxRetries設置為0並通過自定義算法手動重播是很有利的。雖然一些應用程序可能採用指數退避算法（exponential backoff algorithm），但其他應用程序，如Mango，選擇以恆定的時間間隔連續重新提交交易，直到發生某種超時。
當通過getLatestBlockhash進行輪詢時，應用程序應指定其預期的承諾水平。通過將其承諾設置為確認（投票）或最終確定（確認後約30個區塊），應用程序可以避免從少數分叉中輪詢區塊鏈。
如果一個應用程序可以訪問負載均衡器後面的RPC節點，它也可以選擇在特定的節點中劃分其工作負載。服務於數據密集型請求的RPC節點，如getProgramAccounts，可能很容易落後，也不適合轉發交易。對於處理時間敏感的交易的應用程序，謹慎的做法是有專門的節點只處理sendTransaction。
跳過Preflight的代價
默認情況下，sendTransaction將在提交交易前進行三次預檢。具體來說，sendTransaction將：
驗證所有簽名是否有效
檢查引用的區塊鍊是否在最後150個區塊之內
針對preflightCommitment指定的bank slot模擬交易
如果這三個預檢中的任何一個失敗，sendTransaction將在提交交易之前引發一個錯誤。預檢查往往是失去一個交易和允許客戶端優雅地處理一個錯誤之間的區別。為了確保這些常見的錯誤被考慮在內，建議開發者不要將skipPreflight設置為false。
何時重新對交易進行簽名
儘管所有的嘗試都是為了重新廣播，但有時客戶可能需要重新簽署一個交易。在重新簽署任何交易之前，確保初始交易的區塊哈希已經過期是非常重要的。如果最初的區塊鏈仍然有效，那麼兩筆交易就有可能被網絡接受。對於終端用戶來說，這就好像他們無意中發送了兩次相同的交易。
在Solana中，一旦一個被丟棄的交易所引用的區塊哈希比從getRecentBlockhash收到的lastValidBlock的時間長，該交易就可以被安全丟棄。開發者可以通過isBlockhashValid方便地檢查給定的區塊鏈的情況。一旦一個區塊鏈失效，客戶可以用新查詢的區塊鏈重新簽名。
鳴謝
非常感謝Trent Nelson, Jacob Creech, White Tiger, Le Yafo, Buffalu, 和Jito Labs的審查和反饋。
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