Fork 解决
本页介绍 VIZ Ledger 如何检测、选择和解决竞争性 fork——从基本的 fork 数据库到 HF12 投票加权碰撞解析器。
Fork 数据库
Fork 数据库（fork_database）是候选链顶端的内存树。通过 P2P 接收的每个区块在应用于链状态之前都插入此处。
关键操作：
push_block(b)— 将b链接到其父节点；如果父节点未知，缓存在_unlinked_index_push_next(item)— 父节点到达时，迭代链接所有缓存的子节点fetch_branch_from(a, b)— 从两个分支追溯到共同祖先set_max_size(n)— 从 linked 和 unlinked 索引中修剪最旧的区块
重复检测
插入前，fork DB 检查具有相同 ID 的区块是否已存在。如果是，则静默忽略。这防止了 P2P 同步期间重新广播的区块被重复处理。
Unlinked index
父节点尚未在 fork DB 中的区块存储在 _unlinked_index 中。当父节点后来到达时：
_push_block(parent)链接父节点。_push_next(parent)迭代_unlinked_index寻找父节点的子节点。- 子节点移到
_index并递归链接。 - fork DB 头可能在一次调用中跳过多个区块。
间隔阈值（100 个区块）防止内存膨胀：父节点未知且比数据库头超前超过 100 个区块的区块在到达 fork DB 之前被静默拒绝。
Fork 选择：最长链规则
插入区块后，fork DB 返回新头。如果新头高于数据库头且与之分叉，则尝试 fork 切换。
HF12 之前： 简单的最长链规则——区块号最高的 fork 获胜。
HF12：投票加权 Fork 比较
从第 12 次硬分叉开始，当两个竞争 fork 在同一区块高度时，使用 compare_fork_branches() 而非简单的最长链：
算法
- 通过
fetch_branch_from(fork_a_tip, fork_b_tip)获取分支到共同祖先。 - 按验证者汇总投票权重——每个分支中每个唯一验证者账户只计算一次。紧急验证者账户（
"committee"）被排除。 - 对更长的链应用 +10% 奖励。
- 返回：如果分支 A 更强则返回
+1，B 更强则返回-1，平局返回0。
Fork 碰撞处理
从验证者插件调用 compare_fork_branches() 时：
- 如果一个 fork 明显更强 → 在该 fork 上生产。
- 如果平局或不确定 → 推迟（递增
fork_collision_defer_count_）。 - 连续 21 次推迟（一个完整的验证者轮次）后 → 超时：调用
remove_blocks_by_number(height)清除过时的竞争区块，然后在规范链上生产。
| 条件 | peer_needs_sync_items_from_us 标志 |
|---|---|
| 回复为空 | false — 我们的链为空 |
| 回复 = synopsis 中 1 个条目 | false — 节点已更新 |
回复 >1 个条目，remaining == 0 | false — 节点几乎更新（切换到库存模式） |
回复 >1 个条目，remaining > 0 | true — 节点远落后（保持同步模式） |
Fork 切换过程
当节点切换到更好的 fork 时：
1. fetch_branch_from(new_head, current_head)
→ branches.first = [new_tip, ..., common_ancestor]
→ branches.second = [current_tip, ..., common_ancestor]
2. 线性延伸检查：
branches.second.size() == 1 且 common_ancestor == head
→ 跳过弹出循环；直接应用 branches.first。
3. 实际 fork 切换：
对 branches.second 中的每个区块（逆序）：
FORK-SWITCH-POP: pop_block() ← 保存 txs 到 _popped_tx
对 branches.first 中的每个区块（逆序）：
FORK-SWITCH-APPLY: apply_block()
4. 异常时：
对上面已应用的每个区块：
FORK-RECOVER-POP: pop_block() ← 撤销部分应用
使失败的 fork 无效。
重新抛出异常。线性延伸的区分在 DLT 模式下至关重要，其中 LIB == head：弹出循环将是无限的，因为撤销会话已提交。
不可逆区块确定
每次区块应用后，update_last_irreversible_block() 推进 Last Irreversible Block (LIB)：
- 收集 21 个计划验证者各自的
last_supported_block_num。 - 排序并取倒数第
⌈21 × 25%⌉ = 5位（即 75% 的验证者处于该值或以上的值）。 - 结果区块号成为新的 LIB。
区块成为 LIB 后，写入 block_log（DLT 模式下为 dlt_block_log），其撤销会话被提交。
紧急共识模式期间 LIB 上限为 HEAD − 1，以防止提交当前正在应用的区块的撤销会话。
过时 Fork 修剪
两种机制防止过时数据积累：
remove_blocks_by_number(num)— 删除特定高度的所有区块。在 21 次推迟超时后由 fork 碰撞解析器调用。set_max_size(n)— 当 fork DB 超过n个条目时，从_index和_unlinked_index修剪最旧的区块。
少数派 Fork 守护
在每次区块生产之前，验证者插件检查 fork DB 中的最后 21 个区块：
- 如果所有 21 个都由该节点自己配置的验证者生产 → 节点在少数派 fork 上被隔离。
- 操作（
enable-stale-production = false）：调用resync_from_lib()— 弹出到 LIB，重置 fork DB，重新启动 P2P 同步，重新连接种子节点。 - 操作（
enable-stale-production = true）：记录警告，继续生产。 - 紧急共识激活 → 跳过检查（预期紧急主节点的所有槽位都是"我们的"）。
Fork 碰撞指标（HF12）
HF12 在 dynamic_global_property_object 中添加了两个字段用于链上监控：
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
fork_collision_count | uint32_t | 自 genesis 以来 fork 碰撞的累计次数 |
last_fork_collision_block_num | uint32_t | 最近一次碰撞的区块号 |
通过 get_dynamic_global_properties 读取。
Fork DB 诊断
Fork DB 公开 O(1) 访问器用于监控：
| 方法 | 返回 |
|---|---|
linked_size() | linked index 中的区块数量 |
unlinked_size() | unlinked index 中的区块数量 |
linked_min_block_num() | linked index 中的最小区块号 |
linked_max_block_num() | linked index 中的最大区块号 |
unlinked_min_block_num() | unlinked index 中的最小区块号 |
unlinked_max_block_num() | unlinked index 中的最大区块号 |
P2P 统计任务每 5 分钟记录这些：
Block storage | dlt_log: [79174319..79274318] | dlt_resizes: 412 | fork_db: linked=18 unlinked=0不断增长且不减少的 unlinked_size 表明收到的区块流中存在持续性间隔（P2P 连接问题或节点处于隔离的 fork 上）。
故障排除
| 症状 | 诊断 |
|---|---|
生产结果 fork_collision | 目标高度有竞争区块；等待 21 次推迟超时或投票权重解决 |
生产结果 minority_fork | 节点被隔离；检查 P2P 节点和种子连接 |
unlinked_size 无限增长 | 父区块未到达；检查 P2P 连接 |
| 日志中重复 fork 切换 | 两个验证者子集之间的网络分区；调查它们之间的连接 |
| DLT 模式下头部不推进 | 线性延伸与 fork 切换混淆；检查 FORK-SWITCH-POP 日志 |