学历区块链整整一年还没有看过比特币源码，我也是很惭愧，刚开始学的时候网上资源还很少，现在再搜索发现各种资料和学习视频已经琳琅满目。搜索过程中发现一位良心作者写了一系列超详细的学习源码的教程。决定跟着这位大神细细探索比特币源码中的奥妙，所以写下这几篇学习笔记，基本参考下面这位博主的教程。不同的是，很多实验我可能都是在Mac OS上做的测试。
地址：比特币源码解析教程，传送门
学习笔记步骤
- Step1：看源码前补充基础知识库。
- Boost：C++库
- OpenSSL：安全套接字层库
- Libevent：网络编程库
- QT：GUI库
- Step2：了解核心数据结构
- 交易 CTransaction
- 区块 CBlock
- 交易池 CTxMemPool
- 共识 Consensus
- 脚本 CScript
- Step3：分析可执行程序的代码（编译后7个可执行程序）
- bench_bitcoin
- bitcoin-cli
- bitcoind
- bitcoin-qt
- bitcoin-tx
- test_bitcoin
- test_bitcoin-qt
1. Boost库
- Boost是一套开放源代码、高度可移植的C++库，并且是除了STL外最常用的库，实现了很多基本操作，涉及数值计算、泛型编程、元编程、平台API，能让开发变得更加简单快捷。
1.1 Boost 安装 in Mac
- 安装Homebrew，如果没有安装的话，直接看官网，一行命令就搞定安装。安装好之后可以用
brew help检查是否安装完成。 - 安装boost。任何在Mac上需要安装的库都可以先试试
brew install ***来试一试。安装命令brew install boost
1.2 Boost中与比特币源码相关的库
- Signals2、Bind、Thread、Chrono、Test、Program option
1.2.1 Signals2
- 是什么
- Signals2是基于Boost的另一个signals库，实现了线程安全的观察者模式。在Signals2中，所谓的观察者模式被称为信号/插槽（signals and slots）
- 说白了，它是一种函数回调机制，定义signal类型数据，把执行代码放在单独放在函数中，美其名曰slot，一个signal可以关联多个slot，当signal发出的时候，所有关联他的slot都会被调用。
- 为什么学
- 比特币中涉及Qt编程，而Signals/slots机制是Qt编程的核心机制，要读懂Qt编程就必须对Signals/slots有所了解
- 优点
- 降低耦合性。Signals/slots 可以让各个对象只管处理自己的事情。响应事件和处理事件区分开来，使得对象的职责更加明确，减少了代码的耦合。
- 打个比方，按钮事件 vs 按下后的处理函数，可以分开来写，而不用写在同一个函数里。按钮事件只负责通知，不负责处理。处理函数只负责处理，不负责通知。
- UI使用这种设计的话，可以在更换响应代码的时候完全不用改UI层的代码。反之亦然。
- 例程
// example1-signals2.cpp
#include <iostream>
#include "boost/signals2.hpp"
using namespace std;
void slot1(){
cout << "solt1 call" << endl;
}
void slot2(){
cout << "solt2 call" << endl;
}
int main(){
boost::signals2::signal<void()> sig; // 定义信号
sig.connect(&slot1); // 信号关联插槽，按顺序关联也会按顺序执行
sig.connect(&slot2);
sig(); // 出发信号
return 0;
}
/*
Mac下安装完boost后，执行代码 g++ example1-signals2.cpp
编译后执行 ./a.out
打印结果
slot1 call
slot2 call
*/
1.2.2 Bind
- 这个还是比较常见的，可以简单理解为下面这样，就是绑定函数和参数。灵活调用函数
cout << boost::bind(f, x, y)() << endl; //等价于 cout << f(x, y) << endl;
- 其中占位符_1到_9的功能很强大，看两行代码就可以理解了
cout << boost::bind(f, _1, _2, _3)(x, y, z) << endl; //等价于 cout << f(x, y, z) << endl;
cout << boost::bind(f, y, _3, _2)(x, y, z) << endl; //等价于 cout << f(y, z, y) << endl;
- 有篇博客对于boost::bind的使用和原理讲述的很全面，例程也丰富。包括绑定普通函数、成员函数、成员变量、函数对象、ref库，以及嵌套绑定（实现类似f(g(x))的形式，最好不要超过两层嵌套）。
- 另一篇博客给出了boost::bind四种经典应用场景的例子。
1.2.3 Thread
- 线程，跟操作系统相关了
- 一般都会涉及多线程，而多线程中最经典的问题就是同步访问共享资源
- boost和其他语言一样提供互斥锁来解决，特别的是boost还提供了互斥类。
- 和Bitcoin源码的关系是，bitcoin core中多线程处理rpc请求的代码中有很多涉及Thread库，详见这篇博客。
1.2.4 Chrono
- Chrono是Boost库中用于时间处理的库，主要包含三个概念时间段(duration)，时间点(time_point)和时钟(clock)。
// durations 表示一段时间间隔
typedef boost::chrono::hours hours;
typedef boost::chrono::minutes minutes;
typedef boost::chrono::seconds seconds;
typedef boost::chrono::milliseconds milliseconds;
typedef boost::chrono::microseconds microseconds;
typedef boost::chrono::nanoseconds nanoseconds;
// clock 表示当前时间，是在不断的变化
typedef boost::chrono::system_clock system_clock;
typedef boost::chrono::steady_clock steady_clock;
typedef boost::chrono::high_resolution_clock high_resolution_clock;
// time point 表示某一个具体的时间点
typedef system_clock::time_point sys_tp;
1.2.5 Test
- 用来给代码做单元测试，白盒测试。
- 实际过程：给定输入，得到输出，判断是否和预期的输出相同
BOOST_AUTO_TEST_SUITE(BOOST_TEST_MODULE)
- 依照教程动手试一下代码就能很容易的理解用法
1.2.6 Program_options
- 用来处理那些，带参数的命令。
cmd -option - 编写命令行程序的时候，经常会碰到一个问题，有一些带参数的命令比较难解析参数。而boost::program_options模块就是用来处理命令行传入的参数，统一放到一个数组中方便处理。
- 可以看这篇博客对这个模块的图文理解。
1.3 OpenSSL
- OpenSSL 是一个安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSL协议，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。
- 是一个开源项目，主要包括三个组件
- openssl：多用途的命令行工具
- libcryto：加密算法库
- libssl：加密模块应用库
- 功能：OpenSSL可以实现：秘钥证书管理、对称秘钥和非对称秘钥。直接调用库函数即可。
- 详细用法参考这篇博客，主要包括：
- 对称加密
openssl enc - 单向加密
openssl dgst - 生成密码
openssl passwd - 生成随机数
openssl rand - 生成秘钥对
openssl genrsa - 创建CA和申请证书
- 创建自签证书
- 颁发证书
- 吊销证书
- 对称加密
1.4 libevent
- 一个轻量级的开源的高性能的事件触发网络库
- 支持多种I/O多路复用技术（epoll、poll、dev/poll、select和kqueue）
- 用途
- 事件通知：当文件描述符可读可写时将执行回调函数。
- Io缓存：缓存事件提供了输入输出缓存，能自动的读入和写入，用户不必直接操作io。
- 定时器：libevent提供了定时器的机制，能够在一定的时间间隔之后调用回调函数。
- 信号：触发信号，执行回调。
- 异步的dns解析：libevent提供了异步解析dns服务器的dns解析函数集。
- 事件驱动的http服务器：libevent提供了一个简单的，可集成到应用程序中的HTTP服务器。
- RPC客户端服务器框架：libevent为创建RPC服务器和客户端创建了一个RPC框架，能自动的封装和解封数据结构。
- 详细说明和例程可以看这篇博客。
1.5 Qt
- Qt更多的是作为一个GUI库为大家所知，但是其实它是一个著名的C++应用程序框架，十分庞大，而不仅仅有GUI组件。内置了STL、XML解析、数据库连接、访问网络等等的各种第三方库。
- 比特币源码中，QT是用来编写钱包的图形界面。
- 一篇很全面也很丰富的Qt介绍教程，作者用了四年的时间编写的，令人敬佩。
以上就是Bitcoin源码阅读前需要了解的技术基础，不需要深究，知道怎么用，有什么样的表现形式即可，后面阅读源码的时候可以返回来，知道再哪里查看。
