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比特池塘 区块链技术 正文
Bitcoin Core同步全节点时,会把比特币诞生至今的完整区块链账本全部下载回来,然后独立、完整地校验一遍账本的内容。
4 {/ W+ s  r! P1 T从创世区块至今的区块链账本,很显然是很庞大的,我刚刚看了一眼,现在已经攒到342GiB了,其中纯区块文件(blkXXXXX.dat)占300GiB。
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4 ^! H$ B# b& x0 j6 x但是,“区块链账本体积庞大”并不是全节点同步慢的唯一原因。
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) Z% W4 d; ^. F& j! V0 `2 G4 H比特币的区块链账本,实际上只登记了“交易记录”,并没有登记“账户余额状态”。UTXO集合实质上就是“账户余额状态”,它是每一个全节点在从头验证账本时自己独立捋出来的。
2 l# R- m3 g. W4 I(虽然比特币开发者很多年前就提出过UTXO commitment,但是时至今日也并没有付诸实践)
: j" d" V% L5 V' n* f. e同步过程,其实就是在根据区块链账本的内容,对UTXO集合数据库进行查询和增删。UTXO数据库保存在chainstate目录里,它会承受大量的随机读写,对机械硬盘HDD)来说压力山大。这就是为什么用机械硬盘同步全节点速度非常慢,完全同步一次可能需要好几天甚至一个星期。
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* q) ?6 y# X0 e- e) ?' B我的电脑既有固态硬盘(SSD),又有机械硬盘(HDD)。
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+ ?: I5 X( s+ Y/ W0 O5 bHDD容量大,随机读写慢到令人发指;但是它便宜大碗,容量大,顺序读写性能也不太差。0 d8 ^8 P0 k, k# |' `! v

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SSD随机读写性能完全秒杀机械硬盘,差了几个数量级;但是固态硬盘相对容量小、价格贵。
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如果你也是既有HDD,又有SSD,就可以让HDD和SSD互相取长补短了:
* v9 |; ]* [0 M, W被高频随机读写、但占用空间不大的chainstate(UTXO集合数据库),放在SSD;占用空间极大,绝大多数时候顺序读写,而且下载完、验证过一次后就极少再次被读取的blocks(区块文件)等,就放在HDD& o; L1 n! L' N" y

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* |% q) t) }. @* [& p4 k4 |( u6 k这里也要提一下,为什么不推荐启用区块修剪prune)呢?: f8 b# o+ P8 {, H5 L
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2 Q4 s1 @  i' M8 a- x因为,启用修剪后,钱包的功能将大大受限,导入私钥/地址/钱包时,无法扫描历史区块,也就无法找回交易记录和历史。必须有完整的历史区块,才能完成扫描。
  |2 W3 s5 x6 z" N8 Z+ }. W5 z+ R区块修剪,实际上和白皮书上的描述无关,就是直接删掉老区块文件。在验证区块链账本的过程中,只需要查询UTXO集合,并不需要回溯读取老区块文件,所以一个区块捋过一遍后就用不着了,删掉也不会影响验证工作继续进行。9 |6 J( m0 ?; @$ f' J0 E+ I" L3 P
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对于新创建的钱包,或者同步开始之前就已经加载的钱包来说,验证区块同时也在扫描区块内容、找出和钱包有关的交易,从而找回交易记录和最终余额;
1 |1 ^6 r& W: F* S# I但是如果是后来导入的钱包,就需要回过头去扫描历史区块了,这个时候很显然不能无米之炊。
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5 K) I% o( G) e很显然扫描历史区块是个很笨,也慢到令人发指的办法。但是如果要达到秒速查询出结果,就需要占用更多硬盘空间来建立索引——Bitcoin Core自身是不包含这么多功能的,只有ElectrumX、Esplora等轻钱包服务器软件、区块浏览器软件才含有这些建立完善索引的功能。# F& w' Z% [" s: G
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未来Bitcoin Core也应该会利用Neutrino轻钱包协议(BIP157/158)来达到一个折衷的效果:用多占几GB硬盘空间的代价,换来几分钟就可以扫完整条区块链账本的快速扫描。虽然还是远远达不到查询秒速返回结果,但是也不需要大量占用硬盘空间,可以说是一个很好的平衡。现在Bitcoin Core已经支持生成Neutrino的“区块过滤器索引”(block filter index)并支持作为服务端给Neutrino轻钱包提供服务,未来应该可以让全节点自带的钱包自己也享受到这个好处。
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之前楼主就折腾过用NTFS Junction,来把chainstate目录转移到SSD。楼主比较火星,其实很早以前(应该是从0.17开始)Bitcoin Core自身就有了blocksdir这个配置参数,这样就不用折腾NTFS Junction了。3 s  q- X* I6 m1 l) _- R1 `- [

+ V* a. Q  I1 X2 \8 A* z8 H* }啰嗦那么多,下面就说怎么迁移过去。9 b8 b8 o) c2 G2 V  |
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首先,如果你还不知道全节点的数据目录在哪,那就先打开调试窗口或节点窗口,调到“信息”这一页,记下数据目录路径。然后,把Bitcoin Core正常关闭,当然,一定要等他完全收拾好。! Z9 b' H$ n3 U+ Z! |- `: [: ^/ ~
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如果Bitcoin Core比0.17版还旧,先升级,至少升级到0.17.0.1。升级完后先启动Bitcoin Core,可能会有一个转换过程,转完了再正常关闭。7 H- J/ ^) X" `8 ~8 g/ U) J+ b% w9 I0 _

! D9 Q: S8 N& s$ @+ m打开钱包数据目录,把blocks目录移动出去。
4 m1 t! p, j& }+ A0 ~比如钱包数据目录是D:\Bitcoin,原先blocks目录的位置是D:\Bitcoin\blocks,现在把blocks目录移动到D:\BitcoinBlocks\blocks。
3 Y) A* a) \4 F- B5 X因为这是在同一个盘内移动,不需要复制文件内容数据,所以应该是瞬间完成的。
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0 a9 \* w+ f% e移动完后,把原先在HDD(D盘)上的数据目录移动到SSD(S盘)上,比如从D:\Bitcoin移动到S:\Bitcoin。因为最大的区块数据已经不在里面了,所以要复制的数据量只有几GB,移动应该很快,最多几十秒就能完成。' @! Q; W/ r, U! U* n& X4 E& x$ R' y: Y
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注意blocks目录里应该会有一个index目录,先在位于SSD的新的钱包数据目录里新建一个文件夹blocks,然后把index也移动到新的blocks目录里。8 {; ]. P* |3 z9 l+ _
比如,如果之前已经把区块数据移动到D:\BitcoinBlocks\blocks,那打开D:\BitcoinBlocks\blocks后就会发现里面还有一个index目录(D:\BitcoinBlocks\blocks\index),把它也移动到SSD即可(移动到S:\Bitcoin\blocks\index)
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5 ^% F. j9 Y$ U修改开始菜单里Bitcoin Core快捷方式的属性,加入启动参数,改成类似这样:5 B8 N5 A- ^- l* l( v
"C:\Program Files\Bitcoin\bitcoin-qt.exe" -blocksdir="D:\BitcoinBlocks" -datadir="S:\Bitcoin"
- d  Q% I) F+ I# i其中,-blocksdir指定了区块存储是在HDD上,-datadir指定了数据目录(包含chainstate目录)在SSD上。2 l$ }- Y# W/ C9 @4 n9 ?% C
不过,(这也是之前的帖子我没考虑到的)我不太推荐修改快捷方式这个办法,因为未来升级Bitcoin Core的时候,安装向导可能会重建快捷方式,然后这里的启动参数就都没了,会回到默认状态。, }; l( F  [9 t8 V0 K

9 U9 d0 c& u5 f9 x0 j  Z2 ^# ~或者,除了修改快捷方式,还可以修改bitcoin.conf配置文件(直接用记事本,别启动Bitcoin Core!),加入这一条:' z4 i* Z* I3 |$ ~
blocksdir=D:\BitcoinBlocks
6 }( v. e1 J5 X- c2 @# t0 _(如果配置文件同时包括测试网和主网的配置信息,注意[main]下面是主网的配置;[test]下面是测试网的配置;[regtest]则不是测试网,而是跑在本地的“回归测试模式”的配置)
3 U  t5 j+ m* @3 w这样就把区块存储目录指向了HDD。% [# }5 P' j' O  a3 \/ Q
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然后WIN+R输入regedit,确定,打开注册表编辑器,定位到HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Bitcoin\Bitcoin-Qt,把字符串值strDataDir的数值修改为:  o* O* R% S" d+ U" x
S:\Bitcoin
6 Z' \& h) J  j这样就把数据目录指向了SSD。* y8 I; {4 _* \  C7 b/ ]: F
哎……之前真是糗大了,我居然在帖子里忘记写数据目录的事情,其实我自己操作时很显然是绕不过这一步的,我当时也这么用了好久了。如果忘记修改数据目录的位置,很容易就会导致之前下载好的blk00000.dat等区块文件被覆盖破坏掉,然后就是悲催地需要从头重新同步。对此我也脑补过一个补救办法,但是后来尝试发现这个补救办法其实并不怎么靠谱。
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- G6 @+ D$ |& z5 R+ q4 v搞定了,现在可以启动Bitcoin Core全节点了。4 t* @" Q8 |% y" F4 z; l9 |6 j( t6 N( u
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