BEAM 完美適合區塊鏈的四個理由

本文原由 Tyr Chen 與 Riley Shu 撰寫並發表於 Erlang Solutions Blog。

我最初是透過 Joe Armstrong 的一次分享認識 Erlang/OTP；他將世界拆解為能像人類一樣彼此溝通的程序。加入 ArcBlock 後，我們負責建構區塊鏈平台，並決定在後端服務及區塊鏈框架 Forge 中廣泛採用 Erlang/OTP。本文將說明原因。藉由 OTP 的功能，我們得以建構高度實用且可正式營運的區塊鏈框架，不僅提供執行區塊鏈網路的關鍵服務，也大幅簡化下一代應用程式與服務所需的工作。

區塊鏈框架入門

Forge 是一項能大幅簡化框架建構流程的工具，可支援多鏈網路或 Build Your Own Chain（BYOC）概念。在 Forge 出現以前，建構一條鏈非常困難。若想啟動自己的區塊鏈，必須先設定共識演算法、P2P 網路及其他許多元件。讓它們協同運作後，還要決定代幣總供應量與分配、特定交易設定、管理員存取控制等參數。即使終於成功啟動，只要發現一點小問題，也必須停止所有執行中的節點並重新設定。

Forge 運用 Erlang/OTP 現有的功能與優勢，替開發者完成所有艱難工作。以 Forge 啟動區塊鏈時，只需在設定或執行階段啟用或停用相應行為。鏈啟動後若要更新，也能對系統個別部分進行熱升級，無須重新啟動整個節點；這是任何產品級應用程式或服務的關鍵功能。

在框架的設計與規劃階段，我們也評估了 Golang 等區塊鏈社群中的熱門語言。Golang 擁有一些相當先進的程式庫等優點，但為了打造我們希望交付給客戶的穩健平台，有三項因素真正促使我們選擇 Elixir。

程序讓問題變簡單

第一，需要將複雜問題拆解為程序。區塊鏈本身是許多問題解決方案的組合，而 OTP 讓我們能逐一拆解並處理。將不同程序靈活組合為應用程式，也有助於維護程式碼庫。

建構區塊鏈節點與建構作業系統十分相似。我們必須協調一系列「應用程式」交換事件（例如區塊鏈交易）、執行事件，再儲存更新後的狀態。這個結構很容易拆解為幾個核心應用程式：

在這些應用程式內，Forge 還有其他程序協同處理區塊鏈交易活動。例如：

協調這些活動並不容易，但 OTP 讓我們透過持續的分而治之方式輕鬆管理程序複雜性：功能組成應用程式，每個應用程式組成監督樹，每棵樹又包含許多小程序。需要並行處理時建立程序池；需要穩健的循序處理時則使用單一程序，其收件匣本身就是訊息佇列，確保工作依正確順序執行。

輕鬆處理當機

第二是「Let it crash」思維。區塊鏈系統由許多透過網路連接並執行的實體組成，因此必須有適當的錯誤處理系統，才能在網路不穩或發生其他意外中斷時維持整體運作。

例如，某個程序為處理 RPC 請求而讀取鏈上資訊，卻因網路不穩而當機，但只需重試幾次即可解決時，OTP 的監督器會讓程序恢復。這完美呈現 Joe Armstrong 所說的「編寫一次，永久執行」。

為區塊鏈預備的內建能力

選擇 Erlang/OTP 的第三個重要理由，是它內建許多適合區塊鏈系統的優秀功能，例如熱升級、並行處理與高可用性。

區塊鏈框架的職責之一，是以混合方式執行框架本身和客戶的程式碼，因此需要安全隔離才能正常運作。

例如，使用者定義的智慧合約可能使用與框架合約相同的變數名稱；客戶也可能以自己的實作替換共識引擎等系統元件，或在不影響可用性與穩定性的情況下，於執行階段加入新功能。因此，Forge 建構於歷經實戰考驗的成熟系統之上，擁有我們所需的功能。

開放的彈性

Erlang/OTP 為區塊鏈框架帶來一項勝過其他語言的重要優勢：彈性。Forge 在設計上開放擴充，你可以加入更多應用程式，實作更複雜的功能，例如使用不同的共識引擎。

在 Erlang/OTP 框架中建立的區塊鏈網路，讓使用者能依需要熱升級智慧合約，無須關閉整個系統。如果為了升級部分程式碼而停止一個節點，通常必須同時升級所有節點，確保它們使用相同邏輯並產生相同結果。OTP 則能將部分升級包含在一筆交易中，讓所有節點執行該交易並同時升級程式碼。

總結

如果未來再次選擇技術來建構區塊鏈框架，我們的團隊百分之百會使用 Erlang/OTP。其他人仍在為複雜系統的建構與維護苦戰時，Erlang/OTP 已歷經時間考驗，並在高壓環境中證明自身價值。今日的 Erlang/OTP 已替我們解決大部分挑戰，讓團隊能更專注於打造高階功能並提升易用性。