如果一个程（chéng）序在不同的计算机（jī）、或者在同一台计算机上的（de）不同（tóng）时刻多次运行，对于相同的输入（rù）能够保证产生相（xiàng）同（tóng）的输出（chū），则称该程（chéng）序的行（háng）为是（shì）确定性的，反之则称该程序的行为是非确定性（xìng）的。使程（chéng）序产生非确（què）定性的因素有（yǒu）很多，总结起来有（yǒu）以（yǐ）下几（jǐ）种：

调用了非确定（dìng）性的系统函数

一般在（zài）编写（xiě）程序的时候，开发者或多或少（shǎo）会调（diào）用一些系（xì）统提供（gòng）的函数和功能以减少开发的工作量。这些系（xì）统函数中可能会（huì）存在一些非（fēi）确定性的（de）函（hán）数，比（bǐ）如生成随机数、获取系（xì）统时间（jiān）等（děng）。一旦程序（xù）调用（yòng）了（le）另一个非确（què）定性的程序并使用了它们输出的内容，那（nà）么该程序自身的（de）行为也可能会变为非（fēi）确定性的。

使用了（le）非（fēi）确定（dìng）性（xìng）的数据来源

如果一个（gè）程序在运行时获取数据，而数（shù）据源提供的（de）是非确（què）定性的数据，那么该程（chéng）序也可能会变（biàn）成非确定性的（de）程序。例（lì）如，通过搜索引擎来获取（qǔ）某个关键词的前10条（tiáo）搜索结果——搜（sōu）索（suǒ）引擎针对（duì）不同的（de）IP地（dì）址来源（yuán）可能会（huì）返回不同（tóng）的排序结果。

动（dòng）态调用

动（dòng）态（tài）调用是指，一个程序在调用另一个程序时，如果必须（xū）在运行（háng）时才能确定被调用的目标，则称该调用（yòng）为动态调用；反（fǎn）之，如果在（zài）运行前即可（kě）确定（dìng）被（bèi）调用的目（mù）标，且（qiě）在运行（háng）时无法变更该目标，则称该调用为静态调（diào）用。由于动（dòng）态调用（yòng）的目标（biāo）在运行时决定，因此（cǐ）其行（háng）为是非确定的（de）。

对于区块链上的智能合约，我们一般要（yào）求它的行为必须是（shì）确（què）定性的，因为非确定性的合约可能会（huì）破坏系统的一（yī）致性。区（qū）块链（liàn）的（de）作（zuò）者必须考虑到（dào）这个问（wèn）题，并在设计智能合约系统的时候，就想办法把非确定性因素排除在外。那么（me）我们来（lái）看看现有的各个区块链是如何解决这个（gè）问题的。

比（bǐ）特币内置了一套脚（jiǎo）本引擎（qíng），用于执行鉴（jiàn）权脚本，它是区块（kuài）链（liàn）智能合约的雏形。开发者可以基（jī）于这套脚本（běn）系（xì）统来开发一些简单的应用，但由于（yú）其指令（lìng）集非常简单且非图（tú）灵（líng）完备，能（néng）够实（shí）现功能相当有限。这套系（xì）统既没（méi）有提（tí）供任何系统（tǒng）函数，也没有提供任何访问（wèn）数据的能力，更没有动态调用的功能，甚（shèn）至连静态调用也没有提供，因此比特币的智能（néng）合约一定是（shì）确定性的。

以太坊的主要设计思想，就是提供一个（gè）图灵完备（bèi）的智能合约平台，让用户可以编写（xiě）任意逻辑的程序。它专门开发了一个用（yòng）于执行合约代（dài）码的虚（xū）拟机（jī）EVM，并设计了一种类似于JavaScript的高级语言Solidity，以方便用户进行（háng）开发。以太（tài）坊智能合约没（méi）有提供（gòng）任何非确定（dìng）性（xìng）的系统（tǒng）函数，可访问（wèn）的数据也（yě）仅限于链内数据，外部数据需要通过交（jiāo）易（yì）来发送到（dào）合约（yuē）。但是，以（yǐ）太（tài）坊（fāng）的CALL和CALLCODE指令的目标地（dì）址（zhǐ）通（tōng）过（guò）栈来传递（dì），使得合约可以在运行时动态调用其它的合约代码（mǎ），使合（hé）约的调（diào）用路径变为非确定性（xìng）。好在合约可以访问到（dào）的数据都（dōu）是确定性的，使得所有节点在动态调用（yòng）目标代码时一定（dìng）会获得相（xiàng）同（tóng）的目标地（dì）址，保证了系统的一致性。但（dàn）是调用路径（jìng）的（de）非确定性，会导致一个可扩展（zhǎn）性（xìng）上的重要性能损（sǔn）失，具体会在《重（chóng）构智能合约（中）：平行宇宙与无限扩展》中（zhōng）详述。

Fabric

Fabric是超（chāo）级账（zhàng）本中的一个子项目，它的智（zhì）能合约采用（yòng）了重量级（jí）的Docker作为（wéi）执行环境（jìng）。这可能跟大家（jiā）的印象有点矛盾——“Docker不是一（yī）直（zhí）被认为是（shì）一（yī）种（zhǒng）轻量级的容器技术吗？”。实际上，Docker的“轻”是（shì）相对于模拟物理机架构的重量级虚（xū）拟化技（jì）术而（ér）言（yán）。在（zài）区块链（liàn）应（yīng）用场景下，Docker是一个（gè）比较“重”的执行环境，这也是Fabric的性能（néng）瓶（píng）颈所在，目（mù）前只能达（dá）到每秒几百TPS。由于Docker的特性，智能（néng）合约几乎可以使用物理计算机（jī）上的所有功（gōng）能，因此具（jù）有极高的（de）非确定性。所以Fabric要求智能合（hé）约的开发（fā）者在编写代码的时（shí）候尽量避免使用到具（jù）有（yǒu）非（fēi）确定性（xìng）的功能，并计划提供一套专门开发的确定性系统函数库供开发者使用。然而，由于（yú）无法从底层机制上避（bì）免（miǎn）非确定性的产生，寄托于开发者（zhě）遵（zūn）守（shǒu）良好的开（kāi）发规范难免（miǎn）有些一厢情愿。非（fēi）确定（dìng）性就像幽（yōu）灵一般，平时似乎并不存在，在（zài）一些边缘案例（corner case）上就可能（néng）会突然冒出（chū）来造（zào）成难以判断的故障。