干货 | 一文了解Lotus网络内消息运转流程

Filecoin区块链作为一个分布式系统，各个节点都会保有全网状态的一个副本，节点间的状态需要彼此进行同步，同步的方式就是发送和执行消息。

Filecoin中的消息来源有两种：一是节点自身发出、二是从P2P网络中同步其它节点发出的消息。

一、节点自身发送消息

各个节点都会有一个消息池MessagePool，消息一般会被先发送到消息池中，再经由P2P网络发送到相邻节点。以下方法可以向消息池中添加消息：MessagePool.Add,MessagePool.Push,MessagePool.PushWithNonce。新建MessagePool会启动一个go协程，用以发送消息到P2P网络。

消息池会监控链头的变化

（Provider.SubscribeHeadChanges），

并在内部动态增删消息

(MessagePool.HeadChange)。

二、同步网络中消息

Filecoin网络中的其它节点都会监控网络信息，监控目前有两种形式：

1、监控“到来区块”：由函数

HandleIncomingBlocks完成

2、监控“到来消息”：由函数

HandleIncomingMessages完成

监控时，会先注册一个校验器Validator，当有新数据到来时会先执行Validator的Validate方法，

HandleIncomingBlocks

HandleIncomingMessages

分别注册了

BlockValidator

lotus/chain/sub/HandleIncomingMessages

目前sub.HandleIncomingMessages内仅仅是遍历接收到的网络信息，除此之外并无实质性的处理。在sub.HandleIncomingBlocks内也会遍历接收到的网络信息，并提取出“区块数据”（类型：*lotus/chain/types/BlockMsg）。

对于每一个BlockMsg，启动一个go协程进行处理，流程如下：

提取区块内所有的非签名消息：BlockSync.FetchMessagesByCids

提取区块内所有的签名消息：BlockSync.FetchSignedMessagesByCids

通知有新区块到来：Syncer.InformNewBlock

InformNewBlock内部会判断当前信息的发送者是否是自身节点，如果是，则进行一次“链同步”（Syncer.Sync）操作，否则，直接保存区块数据（ChainStore.PersistBlockHeaders），

并添加“发送Peer”（BlockSync.AddPeer），

设置“发送Peer”的最新tipSet

（SyncManager.SetPeerHead）。

需要注意的是，此时保存的区块数据仅仅只有区块信息，并不包含消息数据。

BlockValidator的校验过程如下：

提取区块数据，类型为*BlockMsg

包含消息数据校验，消息总数不能超过build.BlockMessageLimit

检查是否存在BlockSig

验证消息元数据：BlockValidator.validateMsgMeta

确保区块打包者是一个已知的矿工getMinerWorkerKey

校验区块签名：lotus/lib/sigs.CheckBlockSignature

getMinerWorkerKey

内需要计算当前tipSet下的状态树，通过StateManager.TipSetState，后者最终会导致调用StateManager.ApplyBlocks。

以下是ApplyBlocks的大体流程：

遍历tipSet内的区块

针对每一个区块，遍历其内的消息

执行每一条消息(ApplyMessge)

累加gas奖励、penalty(惩罚)

对每一个区块，执行消息builtin.MethodsReward.AwardBlockReward

执行消息builtin.MethodsCron.EpochTick

状态落盘VM.Flush

三、打包区块

矿工在打包(createBlock)区块时，会从消息池中提取消息(SelectMessages)进行打包，之后调用RPC函数MinerCreateBlock以创建一个新的区块，后者会调用StateManager.TipSetState计算状态树，并执行区块内所包含的全部消息。

四、消息执行

消息最终都是要被执行的，这样各个节点才能最终维护相同的状态。消息执行通过虚拟机（chain/vm.VM）完成。每条消息都包含接收者To、方法编号Method、执行方法所需的参数Params，Filecoin系统中的方法都是依附在各种角色Actor上的，lotus代码中定义了多种Actor及其所导出的方法。

虚拟机对各种Actor导出方法的签名有如下要求：

有两个输入参数

第一个输入参数为specs-actors/actors/runtime.RunTime类型

第二个输入参数为指针类型

有一个输出参数

输出参数需实现接口whyrusleeping/cbor-gen.CBORMarshaler

虚拟机执行Actor的方法过程中，若方法panic，虚拟机会尝试recover，并捕获ActorError返回，否则则将Actor方法的返回值序列化[]byte并返回。详见：Runtime.shimCall

本文来源：IPFSUnion星际联盟
原文标题：干货 | 一文了解Lotus网络内消息运转流程

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编译者/作者：IPFSUnion星际联盟

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