以太坊的并发数之谜，不止TPS那么简单

2025-12-08 币界百科

在讨论区块链性能时,一个绕不开的话题就是“并发数”，对于以太坊这一全球第二大公链（按市值和活跃度计），其并发能力更是备受关注。“以太坊的并发数”并非一个简单的数字，它背后涉及复杂的技术架构、共识机制以及不断演进的升级路径，本文将深入探讨以太坊并发数的内涵、现状与未来。

什么是“并发数”？

我们需要明确“并发数”在区块链语境下的含义，并发数通常指的是系统能够同时处理的事务（交易或智能合约调用）数量，它反映了区块链网络在单位时间内处理并行任务的能力，直接关系到用户体验（如交易确认速度、手续费高低）和网络的承载能力。

与“并发数”常被一同提及的还有“TPS”（Transactions Per Second，每秒交易处理量），TPS更侧重于衡量网络在理想状态下的交易处理吞吐量，而并发数则更强调“同时进行”的事务数量，两者相关但不完全等同，高并发数通常是实现高TPS的基础。

以太坊的并发数瓶颈：从“单线程”到“分片”的探索

早期的以太坊（如PoS升级之前）其交易处理模式在很大程度上是“单线程”的，这意味着所有交易需要按照特定顺序被打包进区块，然后由矿工依次执行，这种模式的并发数主要受限于单个区块的大小和出块时间。

PoW时代的限制：
- 区块Gas限制：每个区块有固定的Gas上限（例如早期为约800万Gas，后逐步提升），这决定了单个区块能容纳的交易数量和复杂度。
- 出块时间：以太坊平均出块时间约为13-15秒，这意味着，即使在Gas limit未满的情况下，交易也需要等待下一个区块才能被处理。
- 执行层顺序性：所有交易在单个区块内按照严格的顺序执行，智能合约的调用也遵循此顺序，这天然限制了并行处理的可能性，在PoW时代，以太坊的“并发数”可以理解为单个区块能容纳的交易数量，而整体的交易处理并发性并不高。
PoS时代的演进与“并发执行”的曙光：以太坊合并（The Merge）转向权益证明（PoS）后，共识机制的改变为提升并发数带来了新的可能，但真正的突破在于即将到来的“分片”（Sharding）升级。
- 执行层并行化的潜力：PoS本身不直接提升交易执行的并发数，但它为后续的执行层优化（如EVM的并行化实验）创造了更稳定和高效的共识环境，开发者们正在探索EVM（以太坊虚拟机）的并行执行方案，使得相互独立的交易可以同时被处理，这将显著提升并发数。
- 分片：提升整体网络并发数的关键：分片是以太坊2.0的核心升级之一，其核心思想是将以太坊网络分割成多个并行的“分片链”，每个分片链可以独立处理交易和智能合约执行，这意味着：
  - 并行处理：多个分片可以同时打包和执行交易，理论上将网络的整体处理能力（TPS和并发数）提升数倍甚至数十倍。
  - 数据可用性：每个分片处理自己的数据，并通过数据可用性采样（DAS）确保跨分片的数据安全性。
  - 状态隔离：每个分片维护自己的状态，但通过跨分片通信协议可以实现交互。
预计随着分片（如“Proto-Danksharding”，即EIP-4844）的逐步落地，以太坊的并发数将得到数量级的提升，从而更好地支持大规模DApp、高频交易和复杂智能合约场景。

影响以太坊并发数的其他因素

除了上述核心架构,还有其他因素影响着以太坊的实际并发能力：

Gas Limit与Gas Price：区块的Gas limit直接决定了单个区块的交易容量，而Gas价格则影响用户优先级，高Gas价的交易更容易被优先打包，但这也会影响普通用户的交易体验。
网络拥堵程度：在网络极度拥堵时，大量交易积压，即使有较高的理论并发数，用户感知到的交易处理速度也会变慢。
智能合约的复杂性：复杂的智能合约执行会消耗更多Gas，占用更多区块空间，从而降低单个区块能容纳的交易数量，间接影响并发数。
节点性能：全节点的处理能力、存储带宽等也会影响交易验证和执行的效率。

以太坊并发数提升的意义与展望

提升以太坊的并发数具有至关重要的意义：