摘要:此時節點將放入到孤塊管理緩存池中,等待彼此的父塊。判斷當前塊是否存在于區塊鏈上或是否存在孤塊緩存池中,如果存在則返回。比如當前區塊高度為,則在孤塊緩存池中查詢是否有區塊高度為的區塊。
作者:Derek
簡介Github地址:https://github.com/Bytom/bytom
Gitee地址:https://gitee.com/BytomBlockc...
本章介紹bytom代碼孤塊管理
作者使用MacOS操作系統,其他平臺也大同小異孤塊介紹 什么是孤塊Golang Version: 1.8
當節點收到了一個有效的區塊,而在現有的主鏈中卻未找到它的父區塊,那么這個區塊被認為是“孤塊”。父區塊是指當前區塊的PreviousBlockHash字段指向上一區塊的hash值。
接收到的孤塊會被存儲在孤塊池中,直到它們的父區塊被節點收到。一旦收到了父區塊,節點就會將孤塊從孤塊池中取出,并且連接到它的父區塊,讓它作為區塊鏈的一部分。
孤塊出現的原因當兩個或多個區塊在很短的時間間隔內被挖出來,節點有可能會以不同的順序接收到它們,這個時候孤塊現象就會出現。
我們假設有三個高度分別為100、101、102的塊,分別以102、101、100的顛倒順序被節點接收。此時節點將102、101放入到孤塊管理緩存池中,等待彼此的父塊。當高度為100的區塊被同步進來時,會被驗證區塊和交易,然后存儲到區塊鏈上。這時會對孤塊緩存池進行遞歸查詢,根據高度為100的區塊找到101的區塊并存儲到區塊鏈上,再根據高度為101的區塊找到102的區塊并存儲到區塊鏈上。
孤塊源碼分析 孤塊管理緩存池結構體protocol/orphan_manage.go
type OrphanManage struct { orphan map[bc.Hash]*types.Block prevOrphans map[bc.Hash][]*bc.Hash mtx sync.RWMutex } func NewOrphanManage() *OrphanManage { return &OrphanManage{ orphan: make(map[bc.Hash]*types.Block), prevOrphans: make(map[bc.Hash][]*bc.Hash), } }
orphan 存儲孤塊,key為block hash,value為block結構體
prevOrphans 存儲孤塊的父塊
mtx 互斥鎖,保護map結構在多并發讀寫狀態下保持數據一致
添加孤塊到緩存池func (o *OrphanManage) Add(block *types.Block) { blockHash := block.Hash() o.mtx.Lock() defer o.mtx.Unlock() if _, ok := o.orphan[blockHash]; ok { return } o.orphan[blockHash] = block o.prevOrphans[block.PreviousBlockHash] = append(o.prevOrphans[block.PreviousBlockHash], &blockHash) log.WithFields(log.Fields{"hash": blockHash.String(), "height": block.Height}).Info("add block to orphan") }
當一個孤塊被添加到緩存池中,還需要記錄該孤塊的父塊hash。用于父塊hash的查詢
查詢孤塊和父孤塊func (o *OrphanManage) Get(hash *bc.Hash) (*types.Block, bool) { o.mtx.RLock() block, ok := o.orphan[*hash] o.mtx.RUnlock() return block, ok } func (o *OrphanManage) GetPrevOrphans(hash *bc.Hash) ([]*bc.Hash, bool) { o.mtx.RLock() prevOrphans, ok := o.prevOrphans[*hash] o.mtx.RUnlock() return prevOrphans, ok }刪除孤塊
func (o *OrphanManage) Delete(hash *bc.Hash) { o.mtx.Lock() defer o.mtx.Unlock() block, ok := o.orphan[*hash] if !ok { return } delete(o.orphan, *hash) prevOrphans, ok := o.prevOrphans[block.PreviousBlockHash] if !ok || len(prevOrphans) == 1 { delete(o.prevOrphans, block.PreviousBlockHash) return } for i, preOrphan := range prevOrphans { if preOrphan == hash { o.prevOrphans[block.PreviousBlockHash] = append(prevOrphans[:i], prevOrphans[i+1:]...) return } } }
刪除孤塊的過程中,同時刪除父塊
孤塊處理邏輯protocol/block.go
func (c *Chain) processBlock(block *types.Block) (bool, error) { blockHash := block.Hash() if c.BlockExist(&blockHash) { log.WithFields(log.Fields{"hash": blockHash.String(), "height": block.Height}).Info("block has been processed") return c.orphanManage.BlockExist(&blockHash), nil } if parent := c.index.GetNode(&block.PreviousBlockHash); parent == nil { c.orphanManage.Add(block) return true, nil } if err := c.saveBlock(block); err != nil { return false, err } bestBlock := c.saveSubBlock(block) // ... }
processBlock函數處理block塊加入區塊鏈上之前的過程。
c.BlockExist判斷當前block塊是否存在于區塊鏈上或是否存在孤塊緩存池中,如果存在則返回。
c.index.GetNode判斷block塊的父節點是否存在。如果在現有的主鏈中卻未找到它的父區塊則將block塊添加到孤塊緩存池。
c.saveBlock走到了這一步說明,block父節點是存在于區塊鏈,則將block塊存儲到區塊鏈。該函數會驗證區塊和交易有效性。
saveSubBlock 代碼如下:
func (c *Chain) saveSubBlock(block *types.Block) *types.Block { blockHash := block.Hash() prevOrphans, ok := c.orphanManage.GetPrevOrphans(&blockHash) if !ok { return block } bestBlock := block for _, prevOrphan := range prevOrphans { orphanBlock, ok := c.orphanManage.Get(prevOrphan) if !ok { log.WithFields(log.Fields{"hash": prevOrphan.String()}).Warning("saveSubBlock fail to get block from orphanManage") continue } if err := c.saveBlock(orphanBlock); err != nil { log.WithFields(log.Fields{"hash": prevOrphan.String(), "height": orphanBlock.Height}).Warning("saveSubBlock fail to save block") continue } if subBestBlock := c.saveSubBlock(orphanBlock); subBestBlock.Height > bestBlock.Height { bestBlock = subBestBlock } } return bestBlock }
saveSubBlock 在孤塊緩存池中查詢是否存在當前區塊的下一個區塊。比如當前區塊高度為100,則在孤塊緩存池中查詢是否有區塊高度為101的區塊。如果存在則將101區塊存儲到區塊鏈并從孤塊緩存池中刪除該區塊。
saveSubBlock是一個遞歸函數的實現。目的是為了尋找最深葉子節點的遞歸方式。比如當前區塊高度為100的,遞歸查詢出高度為99、98、97等高度的區塊。
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