【源码阅读】blockchain Ⅲ
1
1.1 writeKnownBlock
func (bc *BlockChain) writeKnownBlock(tx kv.RwTx, block block2.IBlock) error {
writeKnownBlock使用已知块更新头块标志并在必要时引入链式重组。
- 定义非外部事务标记notExternalTx
- 如果事务tx为nil，就创建一个事务
bc.ChainDB.BeginRw(bc.ctx)，有错就返回err。使用延迟回滚，并将notExternalTx标记为true - 获得当前区块
current := bc.CurrentBlock() - 判断传入的区块对象的父哈希值是否与当前区块的哈希值相同。如果不同，则调用
bc.reorg(tx, current, block)（参考1.2）进行重组织操作。如果重组织失败，则返回错误信息 - 如果相同，就不需要reorg。调用
bc.writeHeadBlock(tx, block)将区块写入区块链头部。如果写入失败，则返回错误信息 - 最后，如果是内部事务（即notExternalTx为true），则提交事务
tx.Commit()。如果提交失败，则返回错误信息。
整个函数执行完毕后，返回nil表示成功
1.2 reorg
func (bc *BlockChain) reorg(tx kv.RwTx, oldBlock, newBlock block2.IBlock) error {
reorg获取两个块，一个旧链和一个新链，并将重构这些块并将它们插入到新规范链中，积累潜在的丢失事务并发布有关它们的事件。
注意，这里不会处理新的头块，调用者需要从外部处理它。
当两个区块链之间的差异较大时，这个函数会被调用来合并它们。
- 将较长的链减少到与较短的链相同的数量，所以要确定新链与旧链中更长的那一条链。将较长的链中的数据记录为已删除， 将较短的链存储起来以便后续插入
- 如果旧链较长
if oldBlock.Number64().Uint64() > newBlock.Number64().Uint64()，将所有事务和日志收集为已删除的事务和日志，不断向前遍历（在不与新链相同且不为nil的情况下），将区块加入lodchain中，并且将每一个区块中的交易都记录为deleted：deletedTxs = append(deletedTxs, hash) - 如果新链较长，将所有区块都藏起来以备后续插入，也就是不断向前遍历（在不与旧链相同且不为nil的情况下），将区块加入newchain中
- 如果有一个区块为Nil，就会输出对应的错误信息
- 在事务上：如果事务为nil，就通过
bc.ChainDB.BeginRw(bc.ctx)开启一个事务，有错就返回err，使用延迟回滚。同时将非外部事务标志useExternalTx标记为false - 找到两个链的共同祖先，并减少两个链，直到找到公共祖先：
- 如果新旧块的hash一样，就代表找到了共同祖先commonblock，就跳出for循环
- 否则就一直执行，移除一个旧区块
deletedTxs = append(deletedTxs, h)同时记录一个新区块newChain = append(newChain, newBlock) - 双链都向后退，使用
rawdb.ReadBlock
- 会输出reorg的提示信息
- 如果找到了公共祖先，函数会将新的链（除了头块）插入到区块链中
bc.writeHeadBlock(tx, newChain[i])，并收集新添加的交易addedTxs = append(addedTxs, h)，注意添加顺序i := len(newChain) - 1 - 删除无用的索引，包括非规范事务索引和高于头块的规范链索引
rawdb.DeleteTxLookupEntry(tx, t) - 删除所有不是新规范链一部分的哈希标记，其中通过
rawdb.ReadCanonicalHash获取hash，通过rawdb.TruncateCanonicalHash进行删除 - 如果没有使用外部事务，函数会提交事务
tx.Commit()。如果在提交过程中发生错误，函数会返回错误。否则，它会返回nil表示成功完成重组织操作
1.3 Close
func (bc *BlockChain) Close() error {
bc.Quit()
return nil
}
调用Quit来进行退出（参考1.4）
1.4 Quit
func (bc *BlockChain) Quit() <-chan struct{} {
return bc.ctx.Done()
}
该方法返回一个类型为chan struct{}的通道，该通道通过调用bc.ctx.Done()方法来获取。
这个方法的作用是提供一个退出信号给BlockChain结构体的上下文（ctx），以便在需要时停止执行相关操作。当调用此方法时，它会返回一个通道，可以通过该通道向上下文发送一个信号，表示需要退出。
1.5 DB
func (bc *BlockChain) DB() kv.RwDB {
return bc.ChainDB
}
用该函数来返回一个数据库，用于执行数据库的操作
1.6 GetDepositInfo
func (bc *BlockChain) GetDepositInfo(address types.Address) (*uint256.Int, *uint256.Int) {
var info *deposit.Info
bc.ChainDB.View(bc.ctx, func(tx kv.Tx) error {
info = deposit.GetDepositInfo(tx, address)
return nil
})
if nil == info {
return nil, nil
}
return info.RewardPerBlock, info.MaxRewardPerEpoch
}
- 声明了一个名为info的指针变量
- 使用
bc.ChainDB.View方法来访问区块链数据库，并在回调函数中获取指定地址的存款信息。回调函数通过调用deposit.GetDepositInfo方法来获取存款信息，并将结果赋值给info变量 - 如果info为nil，则返回两个nil值
- 否则，返回存款信息中的奖励每块和每个周期的最大奖励。
1.7 GetAccountRewardUnpaid
func (bc *BlockChain) GetAccountRewardUnpaid(account types.Address) (*uint256.Int, error) {
var value *uint256.Int
var err error
bc.ChainDB.View(bc.ctx, func(tx kv.Tx) error {
value, err = rawdb.GetAccountReward(tx, account)
return nil
})
return value, err
}
该函数的作用是获取指定账户未支付的奖励金额。
- 函数内部首先声明了一个变量
value，用于存储未支付的奖励金额，以及一个变量err，用于存储错误信息。 - 通过调用
bc.ChainDB.View方法来访问区块链数据库。在回调函数中，使用rawdb包中的rawdb.GetAccountReward方法从数据库中获取指定账户的未支付奖励金额，并将其赋值给value变量。同时，将错误信息赋值给err变量 - 函数返回
value和err作为结果。
2、验证
type BlockValidator struct {
bc *BlockChain // Canonical block chain
engine consensus.Engine // Consensus engine used for validating
config *params.ChainConfig
}
这是一个名为BlockValidator的结构体，它包含以下字段：
bc：指向BlockChain类型的指针，表示规范的区块链。engine：consensus.Engine类型的变量，表示用于验证共识引擎。config：指向params.ChainConfig类型的指针，表示链的配置参数。
2.1 NewBlockValidator
func NewBlockValidator(config *params.ChainConfig, blockchain *BlockChain, engine consensus.Engine) *BlockValidator {
validator := &BlockValidator{
engine: engine,
bc: blockchain,
config: config,
}
return validator
}
该函数用于初始化一个验证器
2.2 ValidateBody
func (v *BlockValidator) ValidateBody(b block.IBlock) error {
ValidateBody验证给定块的叔叔，并验证块头的事务和叔叔根。假设此时已经对标头进行了验证。
- 检查区块的签名是否有效：
- 首先获取区块的验证者列表
vfs := b.Body().Verifier() - 遍历每个验证者，
bls.PublicKeyFromBytes创建一个公钥，PublicKeyFromBytes从BigEndian字节切片创建BLS公钥。并将其存储在ss数组中ss[i] = blsP - 如果配置为
v.config.IsBeijing(b.Number64().Uint64())，（IsBeijing返回num是否等于IsBeijingfork块或更大）则使用bls.SignatureFromBytes方法从从LittleEndian字节切片创建BLS签名，并使用FastAggregateVerify方法验证签名是否有效。如果验证失败，记录日志并返回错误。
- 检查区块是否已知
bc.HasBlockAndState。如果区块链中已经存在该区块及其状态，则返回ErrKnownBlock错误。 - 检查交易根哈希是否匹配。计算区块中所有交易的SHA-256哈希值，并与区块头中的交易根哈希进行比较
if hash := DeriveSha。如果不匹配，则返回错误 - 通过
bc.HasBlockAndState检查父区块是否存在
- 如果区块链中不存在父区块及其状态，则根据父区块是否在区块链中
v.bc.HasBlock，返回不同的错误 - 如果父区块存在但已被修剪（即被删除），则返回
ErrPrunedAncestor错误；否则返回ErrUnknownAncestor错误。
如果以上所有检查都通过，则返回nil表示区块有效。
2.3 ValidateState
func (v *BlockValidator) ValidateState(iBlock block.IBlock, statedb *state.IntraBlockState, receipts block.Receipts, usedGas uint64) error {
ValidateState验证状态转换后发生的各种变化，如gasused、接收根和状态根本身。如果验证成功，ValidateState将返回数据库批处理，否则为零并返回错误。
ValidateState用于验证区块的状态。它接收四个参数：iBlock（待验证的区块）、statedb（状态数据库）、receipts（交易收据）和usedGas（已使用的gas）。
- 检查区块头中的
GasUsed字段是否与传入的usedGas相等。如果不相等，返回一个错误信息，表示远程和本地的gas使用量不一致。 - 创建一个布隆过滤器
block.CreateBloom(receipts)，并将其与区块头中的Bloom字段进行比较。如果两者不相等if rbloom != header.Bloom，返回一个错误信息，表示远程和本地的布隆过滤器不一致。 - 计算交易收据的哈希值
receiptSha := DeriveSha(receipts)，并将其与区块头中的ReceiptHash字段进行比较。如果不相等，遍历区块中的所有交易，并记录相关信息，最后返回一个错误信息，表示远程和本地的交易收据根哈希不一致 - 验证状态根
receiptSha := DeriveSha(receipts)是否与接收到的状态根相匹配。如果不匹配，返回一个错误信息，表示远程和本地的默克尔根不一致 - 如果所有验证都通过，方法返回
nil
3、blockchain_insert.go
type insertIterator struct {
chain []block2.IBlock // Chain of blocks being iterated over
results <-chan error // Verification result sink from the consensus engine
errors []error // Header verification errors for the blocks
index int // Current offset of the iterator
validator Validator // Validator to run if verification succeeds
}
这是一个名为insertIterator的结构体，它包含以下字段：
chain []block2.IBlock：一个block2.IBlock类型的切片，表示正在迭代的区块链。results <-chan error：一个错误类型的通道，用于从共识引擎接收验证结果。errors []error：一个错误类型的切片，用于存储区块头验证错误。index int：一个整数，表示迭代器的当前偏移量，索引值validator Validator：一个Validator类型的变量，如果验证成功，将运行此验证器。
3.1 newInsertIterator
func newInsertIterator(chain []block2.IBlock, results <-chan error, validator Validator) *insertIterator {
return &insertIterator{
chain: chain,
results: results,
errors: make([]error, 0, len(chain)),
index: -1,
validator: validator,
}
}
该函数用于创建一个迭代器，基于给定的块创建一个新的迭代器。
3.2 next
func (it *insertIterator) next() (block2.IBlock, error) {
next返回迭代器中的下一个块，以及该块的任何潜在验证错误。当到达终点时，它将返回（nil，nil）。在循环迭代器中有很大的用处
该方法的作用是获取下一个区块并进行验证。
- 检查是否已经到达了区块链的末尾
if it.index+1 >= len(it.chain)，如果是，则将索引设置为链的长度并返回空值和nil错误 - 否则，索引递增，并检查当前索引是否有错误
- 如果存在错误
if it.errors[it.index] != nil，则直接返回该区块和错误信息 - 如果没有错误，则调用
it.validator.ValidateBody方法对区块的主体进行验证，并返回验证后的区块和验证结果。
3.3 peek
func (it *insertIterator) peek() (block2.IBlock, error) {
peek返回迭代器中的下一个块，以及该块的任何潜在验证错误，但不会推进迭代器。
头和正文验证错误（也为nil）都缓存到迭代器中，以避免重复以下next（）调用的工作。该方法的作用是预览下一个区块（block）以及可能的错误信息。
方法的实现逻辑如下：
- 检查是否已经到达了区块链的末尾
if it.index+1 >= len(it.chain)，如果是，则返回空nil，表示没有下一个区块可以预览。 - 如果当前索引还没有到达链表的末尾，那么需要等待验证结果
- 等待结果，将验证结果添加到错误列表中
it.errors = append(it.errors, <-it.results) - 如果当前索引对应的错误信息是否不为nil，说明验证失败，直接返回该索引对应的区块和错误信息
- 如果当前索引对应的错误信息为nil，说明验证成功，忽略主体验证（因为我们没有父区块），直接返回该索引对应的区块和nil错误
return it.chain[it.index+1], nil
3.4 previous
func (it *insertIterator) previous() block2.IHeader {
if it.index < 1 {
return nil
}
return it.chain[it.index-1].Header()
}
previor返回正在处理的前一个标头return it.chain[it.index-1].Header()，或nil（如果当前Index<1）
3.5 current
func (it *insertIterator) current() block2.IHeader {
if it.index == -1 || it.index >= len(it.chain) {
return nil
}
return it.chain[it.index].Header()
}
current返回正在处理的当前标头it.chain[it.index].Header()，或nil（如果当前Index=-1太靠前，或者index已经超过链的长度了it.index >= len(it.chain)）
3.6 first
func (it *insertIterator) first() block2.IBlock {
return it.chain[0]
}
该函数返回第一个区块return it.chain[0]
3.7 remaining
func (it *insertIterator) remaining() int {
return len(it.chain) - it.index
}
remaining返回剩余块的数量。通过总长度减去当前索引值得到剩余的区块数量
3.8 processed
func (it *insertIterator) processed() int {
return it.index + 1
}
该函数返回已经处理过的区块的数量，return it.index + 1为当前Index+1