ProcessMessages

本文深入解析比特币网络初始化过程中的关键步骤,重点介绍了网络初始化中涉及的信号注册、节点信号处理及区块消息处理等内容。

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我们开始init.cpp中的AppInit2的第六步:network initialization 网络初始化

第六步的第一行语句是RegisterNodeSignals(GetNodeSignals()); 

这行语句注册是注册结点信号,现在我们就分析下这行语句做了什么事情。我们先看GetNodeSignals()这个函数。这个函数定义在net.cpp中。

CNodeSignals结构体
GetNodeSignals函数

可以看到GetNodeSignals返回了一个CNodeSignal的结构对象。这个结构体定义在net.h中。这个结构体定义了signal各种类型的对象,我们简说下signals2:signals2基于Boost里另一个库signals实现了线程安全的观察者模式。signal中一个比较重要的操作函数是connect,它把插槽连接到信号上;插槽可以是任意可调用对象,包括函数指针、函数对象,以及他们的bind/lambda表达式和function对象。connect函数将返回一个connection对象,表示了信号和插槽之间的连接关系,connection对象可以更灵活的处理信号与槽函数的连接、断开等关系。详情(http://www.cnblogs.com/jiayayao/p/6246161.html)。

我们这里既然定义了这个signal的对象,后面也肯定会connect相应的对象,这也就是RegisterNodeSignals()这个函数的功能。我们现在就看这个函数,这个函数在main.cpp中。

RegisterNodeSignal函数

可以看到这些这些signal对象都connect了相应的对象,也就是把这个结点注册上了。我们现在看下connect的相应的对象都做了些什么。

1。GetHeight 在main.cpp中。

GetHeight()函数

第一行锁定了cs_main对象。这个对象在main.cpp上面有定义:CCriticalSection cs_main;它是CCriticalSection对象,类CCriticalSection的对象表示一个“临界区”,它是一个用于同步的对象,同一时刻只允许一个线程存取资源或代码区。 因为我们的chainActive对象就是一块内存链对象,所以同一时刻必须只有一个线程进行访问。所以我们这些connect的对象函数应该都会对这个对象进行LOCK。下面我们就要看下chainActive,chainActive是一个CChain的对象。这个类定义在main.h中。

CChain类
CBlockIndex类

大家看到CChain类是一个CBlockIndex的序列链。这个结构就很像我们经常说的区块链了。可以看到CBlockIndex基本上满足了区块的结构。通过这个类的结构可以看到这个类包括了区块头的信息,但没有交易信息,所以还不算是区块。但这个类记录了区块的存储文件地址,区块高度,区块哈希和父哈希及工作量证明和验证状态和交易数量。关于这块的内容可以看《精通比特币》的第七章。在CChain类中可以看到我们的对象chainActive。通过注释可以知道�它表示当前已经连接的一个块链。

所以GetHeight方法就是返回当前块链的高度。

2。ProcessMessages 在main.cpp中

这个函数很长,我们也分段来说一下吧:

交换库存清单ProcessGetData

这段代码核心是ProcessGetData函数,当有新消息的时候会调用这个函数,传的参数是一个CNode对象结点,我们收到的消息数据就是一个CInv(inventory)对象。我们这个函数只处理MSG_BLOCK和MSG_FILTERED_BLOCK类型的区块消息。通过比较区块的高度进行判断是否要发送相应的消息进行数据的处理。

处理区块消息

这段代码循环了pfrom结点的vRecvGetData这个数据是一个元素是CInv类型的deque。(deque 即双端队列。是一种具有队列和栈的性质的数据结构。双端队列中的元素可以从两端弹出,其限定插入和删除操作在表的两端进行)。就是向所有与之相连的对等结点进行比较,如果收到的区块pfrom的高度小于其它结点的高度。则从硬盘取出相应的数据区块存到新建的块中,并发送出去。

发送消息

通过使用调用PushMessage发送相应的消息。

处理消息和不明的消息类型

我们回到ProcessMessages函数。下面的代码就是处理网络消息了。

判断消息头和处理不同的消息

在进行一系列的判断后,最后调用ProcessMessage函数(在main.cpp中),来处理不同类型的消息,这个函数通过if..else if分支语句判断消息的命令参数进行相应的处理。我们就截一部分代码看一下。

ProcessMessage函数

总的来说,ProcessMessages函数就是通过侦听不同类型的消息,来做不同的处理。包括getdata,getblocks,getheaders,tx,getaddr,ping,version等各种对区块和交易的数据处理。

通过这些代码我略微体会到了P2P网络的一些功能,各种结点之间的独立性,都是通过发送消息进行通信的。ProcessMessages侦听到消息后,通过循环消息队列调用ProcessMessage函数进行不同的消息处理。

这一步网络初始化包含的内容非常多,而且后面的东西越来越复杂,这些东西就是比特币中的网络部分的概念了。今天就先写到这里,大家可以对着源码和我的解读分析一下,先了解下结构和各种类的功能。

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