Miner 流程

以太坊的矿工出块的流程,不同版本有过变更,下面基于1.7.3版本和1.8.4版本来分享

1. 以太坊的通信机制:

channel: 用于1发1收

发送:sampleChan<-

接收: <-sampleChan 

Feed:用于1发多收,参考chainHeadCh

接收者注册:Subscribe(sampleChan)

发送:send, 发送的地方不太好找,需要通过send和event/channel类型查找,例如miner中主要涉及到的就是PostChainEvents

接收:<-sampleChan


2. 1.7.3 以太坊 miner流程

数据结构:


可以理解为操作间(eth)中有了矿(tx),那么矿主(miner)安排工人(worker)挖矿(seal)。结构体定义如下:

Type Minerstruct{  ---理解为矿主

    mux        *event.TypeMux

    worker     *worker    ----理解为干活的工人

    coinbase    common.Address

    eth            Backend    ----理解为操作间

    engine      consensus.Engine    ----理解为挖矿的工具

    exitCh        chan struct{}

    canStart        int32 //canstart indicates whether we can start the mining operation

    shouldStart  int32 //shouldstart indicates whether we should start after sync

}

 流程图如下:


1.  节点启动: backend.new->miner.new->worker.new: 调用commitNewWork,里面使用push把work传递给cpuAgent, 之后在geth命令行敲miner.start()后->miner.start->worker.start->cpuAgent.start,调用Seal,计算nonce值,再发送recv消息,通知worker.wait,在收到之后将块打包插入到区块链,之后调用PostChainEvents,发送消息chainHeadCh,Worker.update在收到消息后,重新调用commitNewWork,形成一个循环。

 2.  创世块:调用geth的init命令触发调用initGenesis->SetupGenesisBlock, 里面具体强调一下time是使用的genesisBlock.json中的值,一般都是0.

 3.  正常情况:worker.wait,在收到之后将块打包插入到区块链,之后调用PostChainEvents,发送消息chainHeadCh,Worker.update在收到消息后,重新调用commitNewWork,形成一个循环。

Miner.new: 在backend new的时候调用,即在节点启动的时候调用。

Miner.update:在节点启动的时候调用,用于监控是否有块同步,如果有则停止挖矿,如果没有启动挖矿,这个在POW这种竞争性出块的环境中需要。

Worker.new: 在miner.new的时候调用,记载节点启动的时候调用 

Worker.update: 节点启动的时候调用,如果是非全节点的话用于监控接受交易transaction,关键函数commitTransactions,还用于调度在收到chainHeadCh的消息后,触发commitNewWork

其中commitNewWork:  用于将pending的tx输入到系统,计算trie等等操作,生成block,并将work push到cpuAgent处理,注意没有盖章

Worker.wait(对应于1.8.4resultLoop:节点启动的时候调用,循环监听recv消息,将携带的block插入区块链中、发送广播消息(NewMinedBlockEvent)、发送消息PostChainEvents(发送ChainHeadEvent,即chainHeadCh),其中的关键函数是WriteBlockAndState

cpuAgent.update():  在cpuAgent.start()->worker.start->miner.start->geth的命令行调用之后启动循环,用于接收commitNewWork分配下来的work,关键函数mine,里面调用Seal,主要是完成POW寻找nonce值的操作,发送recv消息通知worker,也可以叫做盖章。


3.  1.8.4以太坊miner流程:

类图如下:


具体结构不再赘述

流程:


Miner.update:用于监控是否有块同步,如果有则停止挖矿,这个在POW这种竞争性出块的环境中需要

mainLoop:收到newWorkCh消息后处理,调用commitNewWork中的commit发送taskCh消息

newWorkLoop:收到startCh消息和chainHeadCh消息后发送newWorkCh消息

resultLoop:循环监听resultCh(seal发送)消息,将携带的block插入区块链中,并发送广播消息,关键函数WriteBlockAndState,并发送chainHeadCh消息

taskLoop:以前agent做的事情,收到taskCh消息后,调用seal,里面发送resultCh消息

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