以太坊原始碼分析(44)p2p-database.go原始碼分析
p2p包實現了通用的p2p網路協議。包括節點的查詢,節點狀態的維護,節點連線的建立等p2p的功能。p2p 包實現的是通用的p2p協議。 某一種具體的協議(比如eth協議。 whisper協議。 swarm協議)被封裝成特定的介面注入p2p包。所以p2p內部不包含具體協議的實現。 只完成了p2p網路應該做的事情。
## discover / discv5 節點發現
目前使用的包是discover。 discv5是最近才開發的功能,還是屬於實驗性質,基本上是discover包的一些優化。 這裡我們暫時只分析discover的程式碼。 對其完成的功能做一個基本的介紹。
### database.go
顧名思義,這個檔案內部主要實現了節點的持久化,因為p2p網路節點的節點發現和維護都是比較花時間的,為了反覆啟動的時候,能夠把之前的工作繼承下來,避免每次都重新發現。 所以持久化的工作是必須的。
之前我們分析了ethdb的程式碼和trie的程式碼,trie的持久化工作使用了leveldb。 這裡同樣也使用了leveldb。 不過p2p的leveldb例項和主要的區塊鏈的leveldb例項不是同一個。
newNodeDB,根據引數path來看開啟基於檔案的資料庫,還是基於檔案的資料庫。
// newNodeDB creates a new node database for storing and retrieving infos about
// known peers in the network. If no path is given, an in-memory, temporary
// database is constructed.
func newNodeDB(path string, version int, self NodeID) (*nodeDB, error) {
if path == "" {
return newMemoryNodeDB(self)
}
return newPersistentNodeDB(path, version, self)
}
// newMemoryNodeDB creates a new in-memory node database without a persistent
// backend.
func newMemoryNodeDB(self NodeID) (*nodeDB, error) {
db, err := leveldb.Open(storage.NewMemStorage(), nil)
if err != nil {
return nil, err
}
return &nodeDB{
lvl: db,
self: self,
quit: make(chan struct{}),
}, nil
}
// newPersistentNodeDB creates/opens a leveldb backed persistent node database,
// also flushing its contents in case of a version mismatch.
func newPersistentNodeDB(path string, version int, self NodeID) (*nodeDB, error) {
opts := &opt.Options{OpenFilesCacheCapacity: 5}
db, err := leveldb.OpenFile(path, opts)
if _, iscorrupted := err.(*errors.ErrCorrupted); iscorrupted {
db, err = leveldb.RecoverFile(path, nil)
}
if err != nil {
return nil, err
}
// The nodes contained in the cache correspond to a certain protocol version.
// Flush all nodes if the version doesn't match.
currentVer := make([]byte, binary.MaxVarintLen64)
currentVer = currentVer[:binary.PutVarint(currentVer, int64(version))]
blob, err := db.Get(nodeDBVersionKey, nil)
switch err {
case leveldb.ErrNotFound:
// Version not found (i.e. empty cache), insert it
if err := db.Put(nodeDBVersionKey, currentVer, nil); err != nil {
db.Close()
return nil, err
}
case nil:
// Version present, flush if different
//版本不同,先刪除所有的資料庫檔案,重新建立一個。
if !bytes.Equal(blob, currentVer) {
db.Close()
if err = os.RemoveAll(path); err != nil {
return nil, err
}
return newPersistentNodeDB(path, version, self)
}
}
return &nodeDB{
lvl: db,
self: self,
quit: make(chan struct{}),
}, nil
}
Node的儲存,查詢和刪除
// node retrieves a node with a given id from the database.
func (db *nodeDB) node(id NodeID) *Node {
blob, err := db.lvl.Get(makeKey(id, nodeDBDiscoverRoot), nil)
if err != nil {
return nil
}
node := new(Node)
if err := rlp.DecodeBytes(blob, node); err != nil {
log.Error("Failed to decode node RLP", "err", err)
return nil
}
node.sha = crypto.Keccak256Hash(node.ID[:])
return node
}
// updateNode inserts - potentially overwriting - a node into the peer database.
func (db *nodeDB) updateNode(node *Node) error {
blob, err := rlp.EncodeToBytes(node)
if err != nil {
return err
}
return db.lvl.Put(makeKey(node.ID, nodeDBDiscoverRoot), blob, nil)
}
// deleteNode deletes all information/keys associated with a node.
func (db *nodeDB) deleteNode(id NodeID) error {
deleter := db.lvl.NewIterator(util.BytesPrefix(makeKey(id, "")), nil)
for deleter.Next() {
if err := db.lvl.Delete(deleter.Key(), nil); err != nil {
return err
}
}
return nil
}
Node的結構
type Node struct {
IP net.IP // len 4 for IPv4 or 16 for IPv6
UDP, TCP uint16 // port numbers
ID NodeID // the node's public key
// This is a cached copy of sha3(ID) which is used for node
// distance calculations. This is part of Node in order to make it
// possible to write tests that need a node at a certain distance.
// In those tests, the content of sha will not actually correspond
// with ID.
sha common.Hash
// whether this node is currently being pinged in order to replace
// it in a bucket
contested bool
}
節點超時處理
// ensureExpirer is a small helper method ensuring that the data expiration
// mechanism is running. If the expiration goroutine is already running, this
// method simply returns.
// ensureExpirer方法用來確保expirer方法在執行。 如果expirer已經執行,那麼這個方法就直接返回。
// 這個方法設定的目的是為了在網路成功啟動後在開始進行資料超時丟棄的工作(以防一些潛在的有用的種子節點被丟棄)。
// The goal is to start the data evacuation only after the network successfully
// bootstrapped itself (to prevent dumping potentially useful seed nodes). Since
// it would require significant overhead to exactly trace the first successful
// convergence, it's simpler to "ensure" the correct state when an appropriate
// condition occurs (i.e. a successful bonding), and discard further events.
func (db *nodeDB) ensureExpirer() {
db.runner.Do(func() { go db.expirer() })
}
// expirer should be started in a go routine, and is responsible for looping ad
// infinitum and dropping stale data from the database.
func (db *nodeDB) expirer() {
tick := time.Tick(nodeDBCleanupCycle)
for {
select {
case <-tick:
if err := db.expireNodes(); err != nil {
log.Error("Failed to expire nodedb items", "err", err)
}
case <-db.quit:
return
}
}
}
// expireNodes iterates over the database and deletes all nodes that have not
// been seen (i.e. received a pong from) for some allotted time.
//這個方法遍歷所有的節點,如果某個節點最後接收訊息超過指定值,那麼就刪除這個節點。
func (db *nodeDB) expireNodes() error {
threshold := time.Now().Add(-nodeDBNodeExpiration)
// Find discovered nodes that are older than the allowance
it := db.lvl.NewIterator(nil, nil)
defer it.Release()
for it.Next() {
// Skip the item if not a discovery node
id, field := splitKey(it.Key())
if field != nodeDBDiscoverRoot {
continue
}
// Skip the node if not expired yet (and not self)
if !bytes.Equal(id[:], db.self[:]) {
if seen := db.lastPong(id); seen.After(threshold) {
continue
}
}
// Otherwise delete all associated information
db.deleteNode(id)
}
return nil
}
一些狀態更新函式
// lastPing retrieves the time of the last ping packet send to a remote node,
// requesting binding.
func (db *nodeDB) lastPing(id NodeID) time.Time {
return time.Unix(db.fetchInt64(makeKey(id, nodeDBDiscoverPing)), 0)
}
// updateLastPing updates the last time we tried contacting a remote node.
func (db *nodeDB) updateLastPing(id NodeID, instance time.Time) error {
return db.storeInt64(makeKey(id, nodeDBDiscoverPing), instance.Unix())
}
// lastPong retrieves the time of the last successful contact from remote node.
func (db *nodeDB) lastPong(id NodeID) time.Time {
return time.Unix(db.fetchInt64(makeKey(id, nodeDBDiscoverPong)), 0)
}
// updateLastPong updates the last time a remote node successfully contacted.
func (db *nodeDB) updateLastPong(id NodeID, instance time.Time) error {
return db.storeInt64(makeKey(id, nodeDBDiscoverPong), instance.Unix())
}
// findFails retrieves the number of findnode failures since bonding.
func (db *nodeDB) findFails(id NodeID) int {
return int(db.fetchInt64(makeKey(id, nodeDBDiscoverFindFails)))
}
// updateFindFails updates the number of findnode failures since bonding.
func (db *nodeDB) updateFindFails(id NodeID, fails int) error {
return db.storeInt64(makeKey(id, nodeDBDiscoverFindFails), int64(fails))
}
從資料庫裡面隨機挑選合適種子節點
// querySeeds retrieves random nodes to be used as potential seed nodes
// for bootstrapping.
func (db *nodeDB) querySeeds(n int, maxAge time.Duration) []*Node {
var (
now = time.Now()
nodes = make([]*Node, 0, n)
it = db.lvl.NewIterator(nil, nil)
id NodeID
)
defer it.Release()
seek:
for seeks := 0; len(nodes) < n && seeks < n*5; seeks++ {
// Seek to a random entry. The first byte is incremented by a
// random amount each time in order to increase the likelihood
// of hitting all existing nodes in very small databases.
ctr := id[0]
rand.Read(id[:])
id[0] = ctr + id[0]%16
it.Seek(makeKey(id, nodeDBDiscoverRoot))
n := nextNode(it)
if n == nil {
id[0] = 0
continue seek // iterator exhausted
}
if n.ID == db.self {
continue seek
}
if now.Sub(db.lastPong(n.ID)) > maxAge {
continue seek
}
for i := range nodes {
if nodes[i].ID == n.ID {
continue seek // duplicate
}
}
nodes = append(nodes, n)
}
return nodes
}
// reads the next node record from the iterator, skipping over other
// database entries.
func nextNode(it iterator.Iterator) *Node {
for end := false; !end; end = !it.Next() {
id, field := splitKey(it.Key())
if field != nodeDBDiscoverRoot {
continue
}
var n Node
if err := rlp.DecodeBytes(it.Value(), &n); err != nil {
log.Warn("Failed to decode node RLP", "id", id, "err", err)
continue
}
return &n
}
return nil
}
網址:http://www.qukuailianxueyuan.io/
欲領取造幣技術與全套虛擬機器資料
區塊鏈技術交流QQ群:756146052 備註:CSDN
尹成學院微信:備註:CSDN
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