以太坊C++源码解析(三)p2p(5)

Session类

我们终于到了关键地方,Session类代码位于libp2p\Session.h中 ,这个类代表的是socket通讯中的连接,这才是真正处理通讯协议的地方!
在上一节中Host::startPeerSession()函数将EthereumPeer类对象放入了Session类对象,具体在哪里呢?在这里:

std::map<CapDesc, std::shared_ptr<Capability>> m_capabilities;

这个map中存放了这个连接的消息处理器。
我们再来看Session类是怎么工作的,首先从Session::start()看起。

void Session::start()
{
    ping();
    doRead();
}

这个函数很简单,连接建立起来以后,先ping一下对方,也就是先给对方发一个ping的包,然后等待对方回应。
ping()函数没什么说的,我们来看doRead()这个函数:

void Session::doRead()
{
    // ...
    m_data.resize(h256::size);
    ba::async_read(m_socket->ref(), boost::asio::buffer(m_data, h256::size),
        [this, self](boost::system::error_code ec, std::size_t length) {
            // ...

            if (!checkRead(h256::size, ec, length))
                return;
            else if (!m_io->authAndDecryptHeader(bytesRef(m_data.data(), length)))
            {
                cnetlog << "header decrypt failed";
                drop(BadProtocol);  // todo: better error
                return;
            }

            uint16_t hProtocolId;
            uint32_t hLength;
            uint8_t hPadding;
            try
            {
                RLPXFrameInfo header(bytesConstRef(m_data.data(), length));
                hProtocolId = header.protocolId;
                hLength = header.length;
                hPadding = header.padding;
            }
            catch (std::exception const& _e)
            {
                // ...
                return;
            }

            /// read padded frame and mac
            auto tlen = hLength + hPadding + h128::size;
            m_data.resize(tlen);
            ba::async_read(m_socket->ref(), boost::asio::buffer(m_data, tlen),
                [this, self, hLength, hProtocolId, tlen](
                    boost::system::error_code ec, std::size_t length) {
                    // ...

                    if (!checkRead(tlen, ec, length))
                        return;
                    else if (!m_io->authAndDecryptFrame(bytesRef(m_data.data(), tlen)))
                    {
                        cnetlog << "frame decrypt failed";
                        drop(BadProtocol);  // todo: better error
                        return;
                    }

                    bytesConstRef frame(m_data.data(), hLength);
                    if (!checkPacket(frame))
                    {
                        // ...
                        return;
                    }
                    else
                    {
                        auto packetType = (PacketType)RLP(frame.cropped(0, 1)).toInt<unsigned>();
                        RLP r(frame.cropped(1));
                        bool ok = readPacket(hProtocolId, packetType, r);
                        if (!ok)
                            cnetlog << "Couldn't interpret packet. " << RLP(r);
                    }
                    doRead();
                });
        });
}

这段代码看起来比较长,可别被它吓到了,其实很简单,可以分成几步来看:

  1. 初始化接收缓冲区
 m_data.resize(h256::size);
  1. 收包
 ba::async_read(m_socket->ref(), boost::asio::buffer(m_data, h256::size),
        [this, self](boost::system::error_code ec, std::size_t length)
  1. 收到包后检查包
if (!checkRead(h256::size, ec, length))
    return;
else if (!m_io->authAndDecryptHeader(bytesRef(m_data.data(), length)))
{
    cnetlog << "header decrypt failed";
    drop(BadProtocol);  // todo: better error
    return;
}
  1. 没问题的话解析包头
RLPXFrameInfo header(bytesConstRef(m_data.data(), length));
hProtocolId = header.protocolId;
hLength = header.length;
hPadding = header.padding;

hLength表示包头后续数据包大小,hPadding表示后续数据包与包头间的偏移。

  1. 接收后续数据包
auto tlen = hLength + hPadding + h128::size;
m_data.resize(tlen);
ba::async_read(m_socket->ref(), boost::asio::buffer(m_data, tlen),
    [this, self, hLength, hProtocolId, tlen]

可以看到后续数据包大小的计算方法。

  1. 再次检查数据包
    这个和第三步是一样的
  2. 解析数据包
bytesConstRef frame(m_data.data(), hLength);
auto packetType = (PacketType)RLP(frame.cropped(0, 1)).toInt<unsigned>();
RLP r(frame.cropped(1));
bool ok = readPacket(hProtocolId, packetType, r);

数据包中的内容放到了RLP类对象中,然后调用readPacket()进行具体分析。

  1. 继续收包
doRead();

Session::readPacket()

这里就是具体处理网络数据包的地方了,代码也不多:

bool Session::readPacket(uint16_t _capId, PacketType _t, RLP const& _r)
{
    // ...
    try
    {
        if (_capId == 0 && _t < UserPacket)
            return interpret(_t, _r);

        for (auto const& i: m_capabilities)
            if (_t >= (int)i.second->m_idOffset && _t - i.second->m_idOffset < i.second->hostCapability()->messageCount())
                return i.second->enabled() ? i.second->interpret(_t - i.second->m_idOffset, _r) : true;

        return false;
    }
    catch (std::exception const& _e)
    {
        // ...
        return true;
    }
    return true;
}

其中的_t类型是PacketType,其实就是上一节所说的消息偏移,消息偏移小于UserPacket的包由Session类自身处理,剩下的包交给m_capabilities中的消息处理器,每个消息处理器处理各自能力范围内的消息。
最后看下Session::interpret()函数的实现:

bool Session::interpret(PacketType _t, RLP const& _r)
{
    switch (_t)
    {
    case DisconnectPacket:
    {
        // ...
        break;
    }
    case PingPacket:
    {
        cnetdetails << "Ping " << m_info.id;
        RLPStream s;
        sealAndSend(prep(s, PongPacket));
        break;
    }
    case PongPacket:
        DEV_GUARDED(x_info)
        {
            m_info.lastPing = std::chrono::steady_clock::now() - m_ping;
            cnetdetails << "Latency: "
                        << chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(m_info.lastPing).count()
                        << " ms";
        }
        break;
    // ...
    }
    return true;
}

可以看到这里真正有用的地方只是收到ping包之后回复一个pong包,和前面的握手流程类似。收到pong包以后也只是更新了时间,没有其他内容了,那第一个真正有意义的包是谁来发起的呢?这个需要从Session类外去寻找答案了。

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