Sealevel

什么是 Sealevel？

Sealevel 是 Solana 的并行运行时，用于执行链上程序，也就是 Solana 对智能合约的称呼。简单来说，Sealevel 是 Solana 的一部分，它帮助网络同时处理许多彼此兼容的交易，而不是强制所有交易逐笔执行。

Solana 官方术语文档将 Sealevel 定义为 Solana 用于链上程序的并行运行时。

这很重要，因为区块链性能往往受限于网络执行交易和更新状态的速度。许多较早的智能合约系统会按顺序处理交易，这意味着一笔交易必须完成，下一笔交易才能安全地更新共享状态。Sealevel 采用了不同的方法：利用 Solana 的账户模型识别哪些交易可以并行执行而不会发生冲突。当交易涉及不同的可写账户时，运行时可以安排它们同时执行。当交易试图写入同一账户时，运行时则必须更谨慎地处理，以确保结果正确。这一设计是 Solana 常被称为高性能区块链的原因之一。

Sealevel 的简单定义

Sealevel 是 Solana 的运行时系统，可实现智能合约交易的并行执行。这是因为 Solana 交易会在执行前声明需要读取或写入的账户。验证者随后可以根据这些账户信息，判断哪些交易能够同时执行。如果两笔交易写入不同账户，通常可以并行执行。如果两笔交易都需要写入同一账户，则可能需要按顺序执行。对于用户而言，在网络正常运行时，Sealevel 有助于让 Solana 应用运行得更快、成本更低。对于开发者而言，Sealevel 会影响应用的设计方式，因为账户布局可能影响性能、可组合性和网络拥堵。

Sealevel 对加密行业为何重要

Sealevel 很重要，因为加密应用需要快速、可靠地执行。支付应用需要快速确认。DeFi 应用需要及时响应兑换、充值、提现、强制平仓和抵押品更新。NFT 铸造需要处理大量用户同时交互的情况。游戏或消费级应用需要低延迟交易，避免用户感觉每项操作都在等待。当交易涉及的账户集合不存在冲突时，Sealevel 可通过并行执行帮助 Solana 支持这些用例。并行执行可以在不让每个应用都排在无关活动之后等待的情况下提高吞吐量，因此这一点很重要。

Solana 的Sealevel 介绍文章指出，Solana 交易会说明要读取或写入的所有状态，因此互不重叠的交易以及对共享状态仅进行读取的交易可以同时执行。

Sealevel 如何运作

Sealevel 通过 Solana 基于账户的编程模型运作。在 Solana 上，程序通常是无状态的可执行代码，而数据存储在独立账户中。

Solana 官方核心概念文档说明，程序是无状态的，可变状态保存在独立的数据账户中，并通过指令传入。

用户发送交易时，交易中会包含指令。每条指令都会指定要调用的程序、涉及的账户，以及传递给程序的数据。运行时会在执行前查看账户元数据。这些元数据会告诉验证者哪些账户为只读、哪些账户可写，以及哪些账户必须签名。

Solana 官方指令结构文档指出，验证者会使用账户元数据判断哪些交易可以并行执行。

这种预先声明账户的方式构成了 Sealevel 并行调度模型的基础。

Sealevel 与 Solana 账户

账户是 Solana 状态的核心单位。账户可以存储数据、持有 lamports、设定所属程序，并传入指令中。Solana 的编程模型将程序逻辑与程序数据分开。这与某些智能合约系统不同：在那些系统中，合约通常会直接存储自身的内部状态。由于状态分散在账户中，交易可以明确声明所需的状态。这使 Sealevel 更容易检测冲突。如果两笔交易使用不同的可写账户，它们可能互不干扰。如果两笔交易都需要修改同一账户，就会产生写入冲突，无法安全地同时更新该账户。这种基于账户的设计使 Solana 能够切实实现交易并行执行。

Sealevel 与指令

指令是使用特定账户和输入数据执行特定程序的请求。指令包含程序 ID、账户元数据，以及由程序解释的不透明数据字节。程序 ID 会告诉运行时应由哪个程序处理指令。账户元数据会告诉运行时涉及哪些账户，以及每个账户是可写还是只读。指令数据会告诉程序要执行什么操作。这一结构很重要，因为 Sealevel 不会猜测交易可能涉及哪些账户。交易必须事先列出这些账户。这使 Solana 开发更明确，也有助于验证者高效安排执行。

Sealevel 与并行执行

并行执行是指多个任务同时运行。在 Sealevel 中，如果多笔交易的账户访问不存在冲突，它们就可以同时执行。例如，两名用户分别从完全独立的账户发送代币，相关交易可能可以并行执行。两名用户与互不相关的程序及数据账户交互时，相关交易也可能可以并行执行。不过，如果两名用户都试图修改同一个流动性池账户，就可能发生冲突。这种情况下，Sealevel 必须阻止不安全的同时写入，以确保结果正确。因此，并行执行并不意味着所有交易都能始终同时运行。它的含义是：当交易声明的账户访问模式允许时，运行时可以让这些交易同时运行。

Sealevel 与只读账户

只读账户是指交易可以查看但不能修改的账户。只读访问很重要，因为许多交易可能需要读取同一账户，但不会更改账户内容。如果许多交易只读取同一账户，它们通常比同时写入同一账户的交易更容易安全地并行执行。共享读取不会产生与共享写入相同类型的冲突，因此可以提高并发性。例如，许多交易可能都需要读取配置账户、价格账户或程序账户。只要这些交易不试图修改账户，Sealevel 就可以区别处理它们与需要可写访问权限的交易。开发者应尽可能将账户标记为只读。不必要地将账户标记为可写会降低并行度，并可能加剧程序周边的拥堵。

Sealevel 与可写账户

可写账户是交易可能会修改的账户。可写访问更敏感，因为在没有协调的情况下，两笔交易无法安全地同时更改同一账户。因此，账户写入锁在 Solana 的执行模型中十分重要。如果交易将某个账户声明为可写，运行时就会将其视为潜在冲突点。过度依赖共享可写账户的程序可能造成瓶颈。例如，如果许多用户都必须写入同一个中央状态账户，这些交易就更难并行执行。良好的 Solana 程序设计通常会尝试将状态拆分到不同账户，以减少不必要的写入争用。因此，Sealevel 的性能既取决于运行时功能，也取决于开发者的设计。

Sealevel 与智能合约

在 Solana 上，智能合约通常称为程序。程序包含可执行逻辑，账户则保存状态。Sealevel 通过 Solana 运行时执行这些程序。

Solana 官方程序执行文档说明，运行时会执行交易指令，并处理账户映射、签名者标记、可写标记、计算单元和程序执行。

这意味着 Sealevel 并非单纯用于宣传速度的名称。它与特定的执行架构相关，涉及程序、指令、账户、计算限制和验证者调度。在 Solana 上构建应用的开发者需要理解账户和指令会如何影响执行。忽视 Sealevel 账户模型的程序仍可能运行，但在高负载下性能可能不佳。

Sealevel 与 Solana 虚拟机

Sealevel 经常与 Solana 虚拟机（SVM）一同讨论。SVM 是运行 Solana 程序所关联的更广泛执行环境。Sealevel 则是并行运行时概念，有助于高效调度和执行程序。Solana 程序通常编译为 sBPF，这是 Solana 程序运行时使用的执行格式。对于开发者而言，这意味着 Solana 的执行方式不同于 Ethereum 风格的合约执行。Solana 开发者必须仔细考虑账户、指令数据、计算单元、所有权和签名者要求。应用设计良好时，这种方式可以带来高性能执行。但对于习惯合约式存储模型的开发者来说，这种编程模型可能不太熟悉。

Sealevel 与计算单元

计算单元用于衡量 Solana 交易消耗了多少计算资源。每条指令在执行时都会消耗计算资源。如果交易超出计算预算，就可能失败。Sealevel 的并行执行有助于调度，但并不会让计算资源变得无限。程序仍可能成本过高、过于复杂或优化不足。开发者在设计程序时需要关注计算资源的使用情况。在网络繁忙时，用户还可能需要支付更高的优先费，以尝试让紧急交易得到处理。性能既取决于并行调度，也取决于程序执行效率。

Sealevel 与交易手续费

Sealevel 有助于提高交易处理效率，但不会免除手续费。Solana 交易仍需支付手续费，因为验证者必须处理签名、执行指令、加载账户并更新状态。手续费也有助于减少垃圾信息并分配网络资源。需求旺盛时，用户可能会支付优先费，以提高交易被纳入区块的机会。并行执行有助于网络处理更多活动，但无法消除所有拥堵。如果许多用户争用同一可写账户，瓶颈可能来自账户层面的争用，而不是网络整体容量。这与热门 DeFi 池、NFT 铸造、游戏合约和高需求代币发行尤其相关。Sealevel 提高了性能上限，但应用设计仍会影响用户实际支付的费用和执行质量。

Sealevel 与 DeFi

Sealevel 与 DeFi 密切相关，因为 DeFi 活动经常带来巨大的交易需求。在市场波动时，兑换、强制平仓、抵押品更新、下单、质押和金库操作都可能迅速发生。并行执行有助于同时处理彼此无关的 DeFi 交易。不过，DeFi 应用通常会共享重要状态账户，例如资金池、市场、订单簿、金库或预言机账户。如果许多交易都需要写入同一市场状态，仍可能产生争用。因此，Solana 上的 DeFi 协议应考虑账户访问模式进行设计。高效的账户结构可以提高吞吐量并改善用户体验。糟糕的账户结构可能迫使更多交易进入同一冲突区域，从而削弱 Sealevel 的优势。

Sealevel 与 NFT

Sealevel 对 NFT 应用同样重要。NFT 铸造可能导致用户活动突然激增。热门铸造活动可能在短时间内收到大量交易。当交易涉及不同账户时，并行执行可以发挥作用。但如果每笔铸造交易都必须写入同一个中央铸造状态账户，仍可能发生争用。NFT 开发者应谨慎设计铸造系统，减少不必要的写入冲突。他们还应考虑机器人活动、费用设置、元数据可靠性和用户钱包安全。Sealevel 可以提高吞吐量，但不会自动解决所有 NFT 发行问题。

Sealevel 与区块链游戏

区块链游戏可能受益于 Sealevel，因为游戏中可能包含大量小型操作。游戏可能包括物品制作、角色更新、奖励领取、市场上架、支付和玩家互动。如果这些操作可以分散到不同账户，Sealevel 就能帮助并行处理更多操作。与所有操作都必须在一个全局队列中等待的系统相比，这可以让链上游戏运行得更流畅。不过，游戏开发者应避免让过多玩家操作都依赖同一个共享可写账户。如果游戏把所有状态都放入一个高频访问账户，就可能失去 Solana 并行执行的大部分优势。因此，良好的账户设计也是游戏性能设计的一部分。Sealevel 为开发者提供了强大的模型，但需要正确使用。

Sealevel 与支付

支付是最容易通过 Sealevel 理解的用例之一。如果许多用户在不同账户之间发送付款，这些交易可能较少发生冲突。这使支付活动很适合采用并行执行。快速执行支付对钱包、商户、应用、汇款和链上消费级产品都很有用。不过，支付仍取决于钱包可靠性、网络状况、费用设置和交易确认。支付应用还必须处理交易失败、重复提交、用户操作失误和账户资金不足等情况。Sealevel 有助于执行层的处理，但应用设计仍决定用户能否获得良好的支付体验。

Sealevel 与程序设计

Sealevel 能让精心设计账户布局的开发者受益。优秀的 Solana 程序应尽量减少不必要的共享可写账户。如果账户不需要更改，就应将其标记为只读。在可能的情况下，应将用户专属状态分开存储。应避免让互不相关的用户都受制于同一个可写瓶颈。应说明每条指令需要哪些账户以及原因。在部署到主网之前，应测试高并发场景。只有运行时和应用设计协同工作，Solana 的性能才能得到充分发挥。

Sealevel 与可组合性

可组合性是指不同程序能够相互交互。在 Solana 上，程序可以通过跨程序调用与其他程序交互。这让应用能够由多个组件组成复杂工作流。可组合性功能强大，但也会增加账户复杂度。调用多个程序的交易可能需要许多账户。涉及的可写账户越多，与其他交易发生冲突的机会就越大。开发者应同时考虑可组合性和并行性。只要账户访问安排合理，高度可组合的交易仍然可以保持高效。

Sealevel 与安全

Sealevel 不会消除智能合约风险。Solana 程序仍可能存在漏洞、不安全的权限设置、错误的账户验证、薄弱的签名者检查、算术错误、糟糕的预言机处理或不安全的升级控制。并行执行也使账户验证尤为重要。程序必须确认传入指令的每个账户都是正确账户、所有者正确、签名者状态正确，且数据结构符合预期。如果程序信任了错误的账户，攻击者可能利用合约逻辑发起攻击。开发者应编写测试、进行审计、遵循 Solana 安全实践，并验证所有关键账户。用户不应因为应用运行在高速区块链上，就认为应用一定安全。

Sealevel 与账户验证

账户验证是 Solana 开发中最重要的安全实践之一。由于指令会将账户传入程序，程序必须检查这些账户是否为预期账户。例如，程序可能需要验证账户所有者、程序派生地址、签名者标记、可写标记、代币铸造账户、权限或数据布局。如果账户验证薄弱，攻击者就可能传入恶意或非预期账户。这可能导致余额错误、未经授权的操作、虚假状态或资金被盗。Sealevel 的性能模型依赖明确列出账户，但明确列出账户也意味着责任。开发者不能只为执行列出账户。他们还必须为安全验证账户。

Sealevel 与可扩展性

可扩展性是指区块链能够承载更多用户、应用和交易，同时避免速度过慢或成本过高。Sealevel 通过让彼此独立的交易更高效地利用可用硬件，支持网络扩展。Solana 不会将区块链视为单一线程的执行通道，而是能够并行执行彼此兼容的工作负载。这有助于网络支持高吞吐量应用。不过，可扩展性不只关乎执行。它还涉及网络通信、存储、共识、手续费、验证者硬件、状态增长、开发者工具和用户体验。Sealevel 是 Solana 整体性能架构中的重要组成部分。它与其他系统协同工作，而不是独自解决所有扩展挑战。

Sealevel 与验证者硬件

Sealevel 的设计旨在利用现代硬件。当验证者能够使用多个 CPU 核心并高效访问内存时，并行执行会更有用。这不同于通过单个执行线程处理所有智能合约执行的系统。其优势是具有更高的潜在吞吐量。相应的取舍是，验证者性能和硬件要求会更加重要。高性能区块链可能对验证者基础设施提出更高要求。因此，性能、去中心化、成本和网络可靠性之间需要持续权衡。用户应了解，运行时速度只是区块链健康状况的一部分。

Sealevel 与顺序执行的区别

顺序执行会逐笔处理交易。这种模式更容易理解，因为执行顺序只有一种。不过，如果彼此无关的交易本可以安全地同时运行，这种模式就可能浪费硬件资源。当账户访问不存在冲突时，Sealevel 会通过并行执行避免这一瓶颈。这可以提高吞吐量，并减少互不相关交易的等待时间。相应的取舍是，开发者必须更深入地理解账户访问。顺序执行系统可以替开发者隐藏部分复杂性。Sealevel 会暴露更多复杂性，以便运行时更高效地调度工作。

Sealevel 与 EVM 风格执行的区别

Sealevel 与传统 EVM 风格执行不同，因为 Solana 的程序和账户划分得更加明确。在许多 EVM 风格系统中，合约代码和存储与合约账户模型紧密关联。Solana 程序是无状态的，可变数据存储在传入程序指令的账户中。这种账户声明模型有助于 Sealevel 判断哪些交易可以同时执行。这一差异会影响开发者编写应用的方式。Solana 开发者必须将账户视为设计中的核心对象。这会让开发初期更复杂。但如果应用围绕并行性进行设计，也可以实现更高性能。

Sealevel 的优势

Sealevel 的第一项优势是支持交易并行执行。第二项优势是更充分地利用验证者硬件。第三项优势是减少账户争用的工作负载可以获得更高吞吐量。第四项优势是在正常情况下，许多用户交互的延迟更低。第五项优势是编程模型会明确呈现状态访问情况。第六项优势是能够有力支持支付、DeFi、游戏、NFT 和消费级应用等高交易量用例。开发者精心设计账户时，这些优势最为显著。Sealevel 功能强大，但不会自动为每个应用带来奇迹般的表现。

Sealevel 的局限

Sealevel 无法让所有交易并行执行。写入同一账户的交易仍可能发生冲突。如果许多用户争用同一可写状态，热门应用仍可能造成拥堵。Sealevel 也不会消除智能合约漏洞。它不会消除钱包网络钓鱼风险。它无法保证每个程序都成本低廉或效率高。它无法保证所有验证者的硬件性能都完全相同。它改进了执行设计，但开发者和用户仍需做好安全、测试和风险管理。

开发者使用 Sealevel 时的常见错误

一种常见错误是将只需读取的账户标记为可写。另一种错误是将过多状态放入同一个共享账户。还有一种错误是未能验证账户所有权或签名者状态。另一个错误是认为并行执行可以弥补糟糕的程序设计。还有一种错误是没有测试高并发用户流程。另一个错误是忽略计算单元限制。还有一种错误是构建会造成高频账户瓶颈的 DeFi 或 NFT 流程。良好的 Solana 开发需要同时考虑性能和安全。

用户对 Sealevel 的常见误解

一种常见误解是认为 Sealevel 意味着 Solana 能处理无限量的交易。Sealevel 能改进并行执行，但实际吞吐量仍取决于硬件、网络状况、账户争用、手续费和程序效率。另一种误解是认为 Solana 上的所有交易都并行运行。只有账户访问模式兼容的交易才能安全地同时运行。还有一种误解是认为 Sealevel 会让所有 Solana 应用都安全。Sealevel 是执行系统，不是审计，也不构成安全保证。另一种误解是认为用户需要直接与 Sealevel 交互。大多数用户只是通过更快的应用性能和更顺畅的交易，间接体验 Sealevel。

Sealevel 对开发者为何重要

Sealevel 对开发者很重要，因为它改变了解决性能问题的方式。开发者必须考虑账户结构、可写访问、只读访问、程序所有权、计算预算和交易组合方式。设计良好的 Solana 程序可以让许多用户同时与各自独立的状态交互。设计不佳的程序可能迫使许多用户共用同一个可写账户，从而降低并行度。这使账户架构本身成为一种性能特性。文档也因此很重要，因为集成方需要知道指令要求哪些账户。理解 Sealevel 的开发者可以构建更符合 Solana 优势的应用。忽略它则可能造成不必要的瓶颈。

Sealevel 对用户为何重要

用户无需了解 Sealevel 的所有技术细节，也能从中受益。当网络和应用运行良好时，用户可能会发现交易更快、费用更低、应用体验更流畅。在争用严重时，用户也可能遇到延迟；如果应用设计不佳，还可能出现交易失败。了解 Sealevel 有助于用户理解，为什么有些 Solana 应用运行很快，而另一些应用在负载增加时仍会变慢。这也能帮助用户理解，网络性能同时取决于区块链和应用。快速的运行时无法修复 dApp 内部的所有设计问题。用户仍应检查应用声誉、审计情况、钱包提示、流动性、费用和交易状态。只有性能与安全和可靠性相结合，性能才真正有用。

Sealevel 在 Solana 架构中的位置

Sealevel 是 Solana 更大架构中的一个组成部分。Solana 还使用与共识、交易转发、账户存储、程序执行、手续费和验证者调度相关的系统。Sealevel 专注于程序的并行执行。它依赖交易格式和账户元数据来识别安全的执行机会。它还与计算预算协同工作，以防交易消耗无限资源。因此，Sealevel 是运行时层，而不是整个区块链设计。了解这一区别有助于避免对 Solana 性能作出过度简化的解释。Sealevel 是 Solana 高效处理兼容工作负载的重要原因，但并非唯一相关组件。

如何评估使用 Sealevel 的应用

用户应同时从性能、安全性和透明度方面评估 Solana 应用。优秀的应用应能在繁忙时段可靠地处理交易。应用应提供清晰的钱包提示，避免令人困惑的授权请求。应用应公开重要账户、权限和风险的相关文档。如果涉及用户资金，应用应经过审计。在可能的情况下，应用应避免不必要的高频账户瓶颈。应用应说明交易失败或过期时会发生什么。用户不应仅仅因为应用建立在高性能运行时之上就信任它。

常见问题

在加密领域，Sealevel 是什么意思？

Sealevel 是 Solana 的并行运行时，用于执行链上程序，并同时处理彼此兼容的交易。

Sealevel 有什么用途？

Sealevel 通过检查每笔交易读取或写入哪些账户，高效调度和执行 Solana 程序交易。

Sealevel 是区块链吗？

不是。Sealevel 本身不是区块链，而是 Solana 内部使用的并行执行运行时。

Sealevel 就是 Solana 吗？

不是。Solana 是区块链网络，Sealevel 则是 Solana 执行架构的一部分。

Sealevel 如何实现并行执行？

Solana 交易会事先声明账户访问情况，因此验证者可以同时运行互不冲突的交易，Sealevel 由此实现并行执行。

Sealevel 中的账户是什么？

账户是 Solana 的状态对象，可保存数据、lamports、所有权信息及程序使用的其他字段。

为什么 Solana 交易要列出账户？

Solana 交易列出账户，是为了让运行时了解每条指令需要哪些状态，并判断交易能否安全并行执行。

Sealevel 能让所有交易并行运行吗？

不能。只有账户访问不会造成不安全写入冲突的交易才能并行运行。

为什么可写账户对 Sealevel 很重要？

可写账户很重要，因为修改同一账户的交易可能发生冲突，并且可能需要按顺序处理。

Sealevel 会让 Solana 免手续费吗？

不会。Sealevel 提高了执行效率，但 Solana 交易仍需支付手续费，需求激增时还可能涉及优先费。

Sealevel 会消除智能合约风险吗？

不会。程序仍可能存在漏洞、账户验证不当、权限不安全或经济设计不佳等问题，因此 Sealevel 无法消除智能合约风险。

Sealevel 对 DeFi 为何重要？

并行执行有助于更高效地处理互不相关的兑换、充值、强制平仓和市场操作，因此 Sealevel 对 DeFi 很重要。

开发者为什么要关注 Sealevel？

开发者应关注 Sealevel，因为账户布局、可写访问和指令设计会直接影响应用能否充分利用 Solana 的并行运行时。

结论

Sealevel 是 Solana 用于链上程序的并行运行时，也是 Solana 性能背后最重要的技术理念之一。它利用预先声明的账户信息，让验证者并行执行彼此兼容的交易。这是因为 Solana 将程序逻辑与状态账户分开，并要求交易指定要读取或写入的账户。如果账户访问不存在冲突，Sealevel 就能安排交易同时执行，并更高效地利用硬件。如果交易争用同一个可写账户，执行仍必须确保正确性，并且可能退化为顺序执行。对于用户而言，Sealevel 可能意味着加密应用运行得更快、更流畅。对于开发者而言，Sealevel 意味着账户设计、访问标记、计算预算和验证规则都是应用架构中的关键部分。对于更广泛的加密行业而言，Sealevel 展示了智能合约执行如何超越简单的顺序处理，迈向高吞吐量的并行系统。实际经验很明确：Sealevel 有助于 Solana 扩展，但只有开发者设计的程序遵循其账户模型，同时用户继续采取常规加密安全措施，才能取得最佳效果。