精通比特币(59):交易池和UTXO池

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比特币网络中几乎每个节点都会维护一份未确认交易的临时列表,被称为内存池或交易池。节点们利用这个池来追踪记录那些被网络所知晓、但还未被区块链所包含的交易。
例如,保存用户钱包的节点会利用这个交易池来记录那些网络已经接收但还未被确认的、属于该用户钱包的预支付信息。

 

随着交易被接收和验证,它们被添加到交易池并通知到相邻节点处,从而传播到网络中。
有些节点的实现还维护一个单独的孤立交易池如果一个交易的输入与某未知的交易有关,如与缺失的父交易相关,该孤立交易就会被暂时储存在孤立交易池中直到父交易的信息到达。

 

交易被添加的流程

当一个交易被添加到交易池中,会同时检查孤立交易池,看是否有某个孤立交易引用了此交易的输出(子交易)。任何匹配的孤立交易会被进行验证。如果验证有效,它们会从孤立交易池中删除,并添加到交易池中,使以其父交易开始的链变得完整。对新加入交易池的交易来说,它不再是孤立交易。前述过程重复递归寻找进一步的后代,直至所有的后代都被找到。通过这一过程,一个父交易的到达把整条链中的孤立交易和它们的父级交易重新结合在一起,从而触发了整条独立交易链进行级联重构。

 

交易池和孤立交易池(如有实施)都是存储在本地内存中,并不是存储在永久性存储设备(如硬盘)里。更准确的说, 它们是随网络传入的消息动态填充的。节点启动时,两个池都是空闲的;随着网络中新交易不断被接收,两个池逐渐被填充。

 

有些比特币客户端的实现还维护一个UTXO数据库,也称UTXO是区块链中所有未支付交易输出的集合。“UTXO 池”的名字听上去与交易池相似,但它代表了不同的数据集。UTXO池不同于交易池和孤立交易池的地方在于,它在初始化时不为空,而是包含了数以百万计的未支付交易输出条目,有些条目的历史甚至可以追溯至2009年。UTXO池可能会被安置在本地内存,或者作为一个包含索引的数据库表安置在永久性存储设备中。

 

交易池和孤立交易池代表的是单个节点的本地视角。取决于节点的启动时间或重启时间,不同节点的两池内容可能有很大差别。相反地,UTXO池代表的是网络的突显共识,因此,不同节点间UTXO池的内容差别不大。此外,交易池和孤立交易池只包含未确认交易,而UTXO池只包含已确认交易。

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