8.4 EOS共识代码实现

最新推荐文章于 2022-08-22 13:09:01 发布

GalChain

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分类专栏： EOS区块链文章标签： EOS 共识源码机制

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共识相关的对象

我们先来看看block_header_state的结构：

struct block_header_state {
•    block_id_type                     id;//块id
•    uint32_t                          block_num = 0;//块序号
•    signed_block_header               header;//签名块头
•    uint32_t                          dpos_proposed_irreversible_blocknum = 0;//第一轮共识的不可逆块序号
•    uint32_t                          dpos_irreversible_blocknum = 0;//最终的不可逆块序号
•    uint32_t                          bft_irreversible_blocknum = 0;
•    uint32_t                          pending_schedule_lib_num = 0;
•    digest_type                       pending_schedule_hash;
•    producer_schedule_type            pending_schedule;
•    producer_schedule_type            active_schedule;
•    incremental_merkle                blockroot_merkle;//merkle树根
•    flat_map<account_name,uint32_t>   producer_to_last_produced;//最后一轮的生产者map
•    flat_map<account_name,uint32_t>   producer_to_last_implied_irb;//备选的不可逆块map
•    public_key_type                   block_signing_key;//块签名键
•    vector<uint8_t>                   confirm_count;//当前生产的块所需的确认个数
•    vector<header_confirmation>       confirmations;

    block_header_state   next( const signed_block_header& h, bool trust = false )const;
    block_header_state   generate_next( block_timestamp_type when )const;
    
    void set_new_producers( producer_schedule_type next_pending );
    void set_confirmed( uint16_t num_prev_blocks );//共识函数
    void add_confirmation( const header_confirmation& c );
    bool maybe_promote_pending();
    
    bool                 has_pending_producers()const { return pending_schedule.producers.size(); }
    uint32_t             calc_dpos_last_irreversible()const;//从不可逆块备选列表，确定最终的不可逆块
    bool                 is_active_producer( account_name n )const;
    
    producer_key         get_scheduled_producer( block_timestamp_type t )const;
    const block_id_type& prev()const { return header.previous; }
    digest_type          sig_digest()const;
    void                 sign( const std::function<signature_type(const digest_type&)>& signer );
    public_key_type      signee()const;
};

struct block_state : public block_header_state {
   //两个参数的构造函数
   block_state::block_state( const block_header_state& prev, block_timestamp_type when )
   :block_header_state( prev.generate_next( when ) ), 
    block( std::make_shared<signed_block>()  )
   {
      static_cast<block_header&>(*block) = header;
   }

   //三个参数的构造函数
   block_state::block_state( const block_header_state& prev, signed_block_ptr b, bool skip_validate_signee )
   :block_header_state( prev.next( *b, skip_validate_signee )), block( move(b) )
   { }
};

看一下几个重要的变量和函数：

confirm_count：区块需要确认的次数列表，比如:1-12个块需要确认3次，则confirm_count：[3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3] dpos_proposed_irreversible_blocknum ：第一轮本节点共识的不可逆块序号

roducer_to_last_implied_irb ：由生产者确定的不可逆区块备选map列表

dpos_irreversible_blocknum：最终的不可逆区块序号

next():开始生产下一个块

generate_next()：根据上一个区块构造新的区块

set_confirmed()：共识实现函数

calc_dpos_last_irreversible()：从不可逆块备选列表，确定最终的不可逆块

block_state继承自block_header_state，当构造block_state对象的时候，会调用next()或者generate_next()函数；

源码分析共识过程

共识分为两个部分：

- 对从其他节点接收到的块做确认；

- 对本节点生产的块本节点自己确认一次；

1.从其他节点接收到的块确认

当生产者切换时，需要确认已经接收到的块(即共识)，共识从start_block()函数开始，代码如下：

从上面的代码可以看出pending->_pending_block_state = std::make_shared<block_state>( *head, when );在构造block_state时，会调用两个参数的构造函数，且构造函数中会调用pre.generate_next()函数，即构造新块的同时，取出最终的不可逆块，然后通过set_confirmed()对已收到的块做共识；

(1).先来看一下共识的函数，set_confirmed(uint16_t num_prev_blocks)： confirm_block_count参数的含义：需要确认块的个数 = 全网生产的块序号 - 本节点作为生产节点时最后生产的块序号

需要确认块的个数，看下面的两段代码是如何实现的：

1.作为生产节点的时候，把每个生产者最后生产的块序号存在map变量_producer_watermarks中；

2.在start_block()中，获取生产节点上一轮最后生产的块，并根据全网的块序号计算出本节点共识需要确认的块个数；

以下图为例：B节点经过一轮生产后，作为第二轮的生产者时的变化：

B节点上一轮最后生产的块序号为24，A节点最后生产的块序号为60，切换生产者，轮到B开始生产时，B生产新块，并开始共识，那么B节点需要确认的块的个数为：60-24=36；

看下共识代码：

(2).看下generate_next()，在根据上一个区块构造新的区块时候，需要本节点从备选的不可逆块列表中确定最终的不可逆块序号：

下面看一下如何从备选的不可逆块列表中确定最终的不可逆块序号：

从上面的代码可以看出，最后的不可逆块，是从备选不可逆块列表中取1/3处获取，而加入到备选不可逆块列表中的块序号是第一轮的共识结果，按节点不可逆块号排序后，第二轮大于2/3的节点达成共识，那么1/3处位置一定是不可逆块；

2.本节点生产的块确认

本节点生产块从producer_plugin_impl::produce_block()函数开始: produce_block()->commit()->commit_block(true)->fork_database::add()，生产的块首先会添加到fork_db中，代码如下：

从上面的代码可以看出auto result = std::make_shared<block_state>( **prior, move(b), skip_validate_signee );在构造block_state时，会调用三个参数的构造函数，且构造函数中会调用pre.next()函数，即生产下一个块，这时在构造新快的同时，需要对上一个块进行确认；代码如下：