Monad突破EVM性能瓶颈：并行执行与生态崛起引关注

2025-07-23 17:14 loading...

以太坊虚拟机（EVM）作为智能合约交易的核心处理引擎，其顺序执行的设计虽然保障了网络安全性，但也限制了区块链的性能扩展。为突破这一瓶颈，并行EVM的概念应运而生，成为市场关注的焦点。其中，Monad凭借一系列创新技术优化，将TPS提升至10,000，成为高性能公链领域的佼佼者。本文将从技术架构和生态发展两个维度对Monad进行详细分析。

异步执行：性能提升的核心

异步执行是Monad最具突破性的特性之一。通过在共识层和执行层的双重改进，Monad实现了在同一区块时间内利用多线程分别处理执行和共识的能力，从而大幅提升区块链性能。具体优化路径如下图所示：

Monad通过并行化设计（乐观并行执行）和流水线机制（任务分配至多线程处理），使不同线程能够同时处理不同区块的执行和共识。在理想状态下，完整的区块处理时间可以完全用于交易执行，而共识则由另一线程完成，从而显著提升Monad的TPS。该设计有效解决了传统区块链中执行与共识串行导致的资源浪费问题，是实现高吞吐量的关键。

MonadBFT：高效的共识机制

MonadBFT是Monad团队基于HotStuff协议开发的高效共识机制，旨在优化交易排序和区块确认过程。

HotStuff通过三轮认证实现区块确认，而MonadBFT借鉴Fast-HotStuff的优化，将认证轮次减少至两轮，使得每轮均可提出新区块。这意味着区块k在区块k+2达成共识后即被确认，通信时间在线性增长的情况下保持高效。

在超时情况下，当验证者未从Leader收到有效区块时，他们会相互通信并发送超时消息。一旦收到67%的超时消息，验证者会生成超时证书（TC）并转发给下一任领导者，从而避免恶意行为导致的系统停滞。这一机制增强了系统的容错能力与抗攻击性，为高并发场景下的稳定性提供了保障。

乐观并行执行：解决EVM低效问题

在执行层，Monad通过乐观并行执行解决了现有EVM环境中的低效问题。该机制假设所有交易相互独立，因此可以并发执行，而存在依赖关系的交易则按顺序处理。以下是Monad的交易执行流程：

交易按线性顺序进入区块。
Monad采用乐观并行执行，假设所有交易均可同时执行。
交易在保留原始顺序的同时并行执行。
虚拟机生成“待定结果”（Pending Results），包含执行前输入和执行后输出的预期结果。
待定结果按顺序验证和提交，无冲突的交易直接提交，而依赖已提交交易的结果需重新执行。
待定结果按接收顺序提交，确保交易输出按顺序生成。
若冲突交易依赖已提交交易，必须先解决冲突并提交，才能处理下一交易。

MonadDB：优化状态存储

MonadDB是专为存储认证区块链数据设计的自定义键值数据库。它通过并行化I/O操作和交易处理，解决了状态访问的限制。MonadDB通过两种方式提升性能：内存缓存和文件系统旁路。缓存将频繁访问的数据存储在临时存储层以减少延迟；文件系统旁路则直接从磁盘上的Patricia Trie读取数据，避免复杂文件系统的检索。该设计显著降低了状态读写延迟，支撑高并发下的稳定运行。