github.com/linapex/ethereum-dpos-chinese@v0.0.0-20190316121959-b78b3a4a1ece/eth/peer.go

//<developer>
//    <name>linapex 曹一峰</name>
//    <email>linapex@163.com</email>
//    <wx>superexc</wx>
//    <qqgroup>128148617</qqgroup>
//    <url>https://jsq.ink</url>
//    <role>pku engineer</role>
//    <date>2019-03-16 12:09:38</date>
//</624342636324458496>


package eth

import (
	"errors"
	"fmt"
	"math/big"
	"sync"
	"time"

	mapset "github.com/deckarep/golang-set"
	"github.com/ethereum/go-ethereum/common"
	"github.com/ethereum/go-ethereum/core/types"
	"github.com/ethereum/go-ethereum/p2p"
	"github.com/ethereum/go-ethereum/rlp"
)



var (
	errClosed            = errors.New("peer set is closed")
	errAlreadyRegistered = errors.New("peer is already registered")
	errNotRegistered     = errors.New("peer is not registered")
)

const (
maxKnownTxs    = 32768 //要保留在已知列表中的最大事务哈希数（防止DOS）
maxKnownBlocks = 1024  //要保留在已知列表中的最大块哈希数（防止DOS）

//maxqueuedtxs是要在之前排队的事务列表的最大数目
//正在删除广播。这是一个敏感的数字，因为事务列表可能
//包含一个或数千个事务。
	maxQueuedTxs = 128

//MaxQueuedProps是在之前排队的最大块传播数
//正在删除广播。排队的陈旧街区没什么意义，所以有一些
//这可能足以覆盖叔叔们。
	maxQueuedProps = 4

//MaxQueuedanns是要在之前排队的最大块通知数
//正在删除广播。与块传播类似，没有排队点
//超过一些健康的叔叔限制，所以使用。
	maxQueuedAnns = 4

	handshakeTimeout = 5 * time.Second
)

//PeerInfo表示已知以太坊子协议元数据的简短摘要
//关于连接的对等机。
type PeerInfo struct {
Version    int      `json:"version"`    //已协商以太坊协议版本
Difficulty *big.Int `json:"difficulty"` //同行区块链的总难度
Head       string   `json:"head"`       //对等机最好拥有的块的sha3哈希
}

//propevent是一个块传播，在广播队列中等待它的循环。
type propEvent struct {
	block *types.Block
	td    *big.Int
}

type peer struct {
	id string

	*p2p.Peer
	rw p2p.MsgReadWriter

version  int         //协议版本协商
forkDrop *time.Timer //如果未及时验证分叉，则为定时连接滴管

	head common.Hash
	td   *big.Int
	lock sync.RWMutex

knownTxs    mapset.Set                //此对等方已知的事务哈希集
knownBlocks mapset.Set                //此对等方已知的块哈希集
queuedTxs   chan []*types.Transaction //要广播到对等机的事务队列
queuedProps chan *propEvent           //向对等机广播的块队列
queuedAnns  chan *types.Block         //向对等机宣布的块队列
term        chan struct{}             //终止频道以停止广播
}

func newPeer(version int, p *p2p.Peer, rw p2p.MsgReadWriter) *peer {
	return &peer{
		Peer:        p,
		rw:          rw,
		version:     version,
		id:          fmt.Sprintf("%x", p.ID().Bytes()[:8]),
		knownTxs:    mapset.NewSet(),
		knownBlocks: mapset.NewSet(),
		queuedTxs:   make(chan []*types.Transaction, maxQueuedTxs),
		queuedProps: make(chan *propEvent, maxQueuedProps),
		queuedAnns:  make(chan *types.Block, maxQueuedAnns),
		term:        make(chan struct{}),
	}
}

//广播是一个写循环，它多路复用块传播、通知
//事务广播到远程对等机。目标是要有一个异步
//不锁定节点内部的编写器。
func (p *peer) broadcast() {
	for {
		select {
		case txs := <-p.queuedTxs:
			if err := p.SendTransactions(txs); err != nil {
				return
			}
			p.Log().Trace("Broadcast transactions", "count", len(txs))

		case prop := <-p.queuedProps:
			if err := p.SendNewBlock(prop.block, prop.td); err != nil {
				return
			}
			p.Log().Trace("Propagated block", "number", prop.block.Number(), "hash", prop.block.Hash(), "td", prop.td)

		case block := <-p.queuedAnns:
			if err := p.SendNewBlockHashes([]common.Hash{block.Hash()}, []uint64{block.NumberU64()}); err != nil {
				return
			}
			p.Log().Trace("Announced block", "number", block.Number(), "hash", block.Hash())

		case <-p.term:
			return
		}
	}
}

//关闭向广播线路发出终止信号。
func (p *peer) close() {
	close(p.term)
}

//INFO收集并返回有关对等机的已知元数据集合。
func (p *peer) Info() *PeerInfo {
	hash, td := p.Head()

	return &PeerInfo{
		Version:    p.version,
		Difficulty: td,
		Head:       hash.Hex(),
	}
}

//head检索当前head哈希的副本以及
//同龄人。
func (p *peer) Head() (hash common.Hash, td *big.Int) {
	p.lock.RLock()
	defer p.lock.RUnlock()

	copy(hash[:], p.head[:])
	return hash, new(big.Int).Set(p.td)
}

//sethead更新头散列和对等端的总难度。
func (p *peer) SetHead(hash common.Hash, td *big.Int) {
	p.lock.Lock()
	defer p.lock.Unlock()

	copy(p.head[:], hash[:])
	p.td.Set(td)
}

//markblock将一个块标记为对等方已知的块，确保该块
//永远不要传播到这个特定的对等端。
func (p *peer) MarkBlock(hash common.Hash) {
//如果达到了内存允许值，请删除以前已知的块哈希
	for p.knownBlocks.Cardinality() >= maxKnownBlocks {
		p.knownBlocks.Pop()
	}
	p.knownBlocks.Add(hash)
}

//marktransaction将事务标记为对等方已知的事务，确保
//永远不会传播到这个特定的对等。
func (p *peer) MarkTransaction(hash common.Hash) {
//如果达到了内存允许值，请删除以前已知的事务哈希
	for p.knownTxs.Cardinality() >= maxKnownTxs {
		p.knownTxs.Pop()
	}
	p.knownTxs.Add(hash)
}

//sendTransactions将事务发送到对等端，并包括哈希
//在其事务哈希集中，以供将来参考。
func (p *peer) SendTransactions(txs types.Transactions) error {
	for _, tx := range txs {
		p.knownTxs.Add(tx.Hash())
	}
	return p2p.Send(p.rw, TxMsg, txs)
}

//AsyncSendTransactions队列将事务传播到远程的列表
//同龄人。如果对等方的广播队列已满，则会静默地删除事件。
func (p *peer) AsyncSendTransactions(txs []*types.Transaction) {
	select {
	case p.queuedTxs <- txs:
		for _, tx := range txs {
			p.knownTxs.Add(tx.Hash())
		}
	default:
		p.Log().Debug("Dropping transaction propagation", "count", len(txs))
	}
}

//sendNewBlockHashes宣布通过
//哈希通知。
func (p *peer) SendNewBlockHashes(hashes []common.Hash, numbers []uint64) error {
	for _, hash := range hashes {
		p.knownBlocks.Add(hash)
	}
	request := make(newBlockHashesData, len(hashes))
	for i := 0; i < len(hashes); i++ {
		request[i].Hash = hashes[i]
		request[i].Number = numbers[i]
	}
	return p2p.Send(p.rw, NewBlockHashesMsg, request)
}

//AsyncSendNewBlockHash将用于传播到
//远程对等体。如果对等方的广播队列已满，则事件将静默
//下降。
func (p *peer) AsyncSendNewBlockHash(block *types.Block) {
	select {
	case p.queuedAnns <- block:
		p.knownBlocks.Add(block.Hash())
	default:
		p.Log().Debug("Dropping block announcement", "number", block.NumberU64(), "hash", block.Hash())
	}
}

//sendNewBlock将整个块传播到远程对等机。
func (p *peer) SendNewBlock(block *types.Block, td *big.Int) error {
	p.knownBlocks.Add(block.Hash())
	return p2p.Send(p.rw, NewBlockMsg, []interface{}{block, td})
}

//AsyncSendNewBlock将整个块排队，以便传播到远程对等端。如果
//对等机的广播队列已满，事件将被静默丢弃。
func (p *peer) AsyncSendNewBlock(block *types.Block, td *big.Int) {
	select {
	case p.queuedProps <- &propEvent{block: block, td: td}:
		p.knownBlocks.Add(block.Hash())
	default:
		p.Log().Debug("Dropping block propagation", "number", block.NumberU64(), "hash", block.Hash())
	}
}

//sendblockheaders向远程对等端发送一批块头。
func (p *peer) SendBlockHeaders(headers []*types.Header) error {
	return p2p.Send(p.rw, BlockHeadersMsg, headers)
}

//sendblockbody向远程对等发送一批块内容。
func (p *peer) SendBlockBodies(bodies []*blockBody) error {
	return p2p.Send(p.rw, BlockBodiesMsg, blockBodiesData(bodies))
}

//sendblockbodiesrlp从发送一批块内容到远程对等机
//已经用rlp编码的格式。
func (p *peer) SendBlockBodiesRLP(bodies []rlp.RawValue) error {
	return p2p.Send(p.rw, BlockBodiesMsg, bodies)
}

//sendNoedatarlp发送一批任意内部数据，与
//已请求哈希。
func (p *peer) SendNodeData(data [][]byte) error {
	return p2p.Send(p.rw, NodeDataMsg, data)
}

//sendReceiptsRLP发送一批交易凭证，与
//从已经RLP编码的格式请求的。
func (p *peer) SendReceiptsRLP(receipts []rlp.RawValue) error {
	return p2p.Send(p.rw, ReceiptsMsg, receipts)
}

//RequestOneHeader是一个包装器，它围绕头查询函数来获取
//单头。它仅由取纸器使用。
func (p *peer) RequestOneHeader(hash common.Hash) error {
	p.Log().Debug("Fetching single header", "hash", hash)
	return p2p.Send(p.rw, GetBlockHeadersMsg, &getBlockHeadersData{Origin: hashOrNumber{Hash: hash}, Amount: uint64(1), Skip: uint64(0), Reverse: false})
}

//RequestHeadersByHash获取与
//基于源块哈希的指定头查询。
func (p *peer) RequestHeadersByHash(origin common.Hash, amount int, skip int, reverse bool) error {
	p.Log().Debug("Fetching batch of headers", "count", amount, "fromhash", origin, "skip", skip, "reverse", reverse)
	return p2p.Send(p.rw, GetBlockHeadersMsg, &getBlockHeadersData{Origin: hashOrNumber{Hash: origin}, Amount: uint64(amount), Skip: uint64(skip), Reverse: reverse})
}

//RequestHeadersByNumber获取与
//指定的头查询，基于源块的编号。
func (p *peer) RequestHeadersByNumber(origin uint64, amount int, skip int, reverse bool) error {
	p.Log().Debug("Fetching batch of headers", "count", amount, "fromnum", origin, "skip", skip, "reverse", reverse)
	return p2p.Send(p.rw, GetBlockHeadersMsg, &getBlockHeadersData{Origin: hashOrNumber{Number: origin}, Amount: uint64(amount), Skip: uint64(skip), Reverse: reverse})
}

//请求主体获取一批与哈希对应的块的主体
//明确规定。
func (p *peer) RequestBodies(hashes []common.Hash) error {
	p.Log().Debug("Fetching batch of block bodies", "count", len(hashes))
	return p2p.Send(p.rw, GetBlockBodiesMsg, hashes)
}

//RequestNodeData从节点的已知状态获取一批任意数据
//与指定哈希对应的数据。
func (p *peer) RequestNodeData(hashes []common.Hash) error {
	p.Log().Debug("Fetching batch of state data", "count", len(hashes))
	return p2p.Send(p.rw, GetNodeDataMsg, hashes)
}

//RequestReceipts从远程节点获取一批事务收据。
func (p *peer) RequestReceipts(hashes []common.Hash) error {
	p.Log().Debug("Fetching batch of receipts", "count", len(hashes))
	return p2p.Send(p.rw, GetReceiptsMsg, hashes)
}

//握手执行ETH协议握手，协商版本号，
//网络ID，困难，头和创世块。
func (p *peer) Handshake(network uint64, td *big.Int, head common.Hash, genesis common.Hash) error {
//在新线程中发送自己的握手
	errc := make(chan error, 2)
var status statusData //从errc收到两个值后可以安全读取

	go func() {
		errc <- p2p.Send(p.rw, StatusMsg, &statusData{
			ProtocolVersion: uint32(p.version),
			NetworkId:       network,
			TD:              td,
			CurrentBlock:    head,
			GenesisBlock:    genesis,
		})
	}()
	go func() {
		errc <- p.readStatus(network, &status, genesis)
	}()
	timeout := time.NewTimer(handshakeTimeout)
	defer timeout.Stop()
	for i := 0; i < 2; i++ {
		select {
		case err := <-errc:
			if err != nil {
				return err
			}
		case <-timeout.C:
			return p2p.DiscReadTimeout
		}
	}
	p.td, p.head = status.TD, status.CurrentBlock
	return nil
}

func (p *peer) readStatus(network uint64, status *statusData, genesis common.Hash) (err error) {
	msg, err := p.rw.ReadMsg()
	if err != nil {
		return err
	}
	if msg.Code != StatusMsg {
		return errResp(ErrNoStatusMsg, "first msg has code %x (!= %x)", msg.Code, StatusMsg)
	}
	if msg.Size > ProtocolMaxMsgSize {
		return errResp(ErrMsgTooLarge, "%v > %v", msg.Size, ProtocolMaxMsgSize)
	}
//解码握手并确保所有内容都匹配
	if err := msg.Decode(&status); err != nil {
		return errResp(ErrDecode, "msg %v: %v", msg, err)
	}
	if status.GenesisBlock != genesis {
		return errResp(ErrGenesisBlockMismatch, "%x (!= %x)", status.GenesisBlock[:8], genesis[:8])
	}
	if status.NetworkId != network {
		return errResp(ErrNetworkIdMismatch, "%d (!= %d)", status.NetworkId, network)
	}
	if int(status.ProtocolVersion) != p.version {
		return errResp(ErrProtocolVersionMismatch, "%d (!= %d)", status.ProtocolVersion, p.version)
	}
	return nil
}

//字符串实现fmt.stringer。
func (p *peer) String() string {
	return fmt.Sprintf("Peer %s [%s]", p.id,
		fmt.Sprintf("eth/%2d", p.version),
	)
}

//Peerset表示当前参与的活动对等机的集合
//以太坊子协议。
type peerSet struct {
	peers  map[string]*peer
	lock   sync.RWMutex
	closed bool
}

//new peer set创建一个新的对等集来跟踪活动参与者。
func newPeerSet() *peerSet {
	return &peerSet{
		peers: make(map[string]*peer),
	}
}

//寄存器向工作集中注入一个新的对等点，或者返回一个错误，如果
//对等机已经知道。如果注册了一个新的对等点，其广播循环也
//起动。
func (ps *peerSet) Register(p *peer) error {
	ps.lock.Lock()
	defer ps.lock.Unlock()

	if ps.closed {
		return errClosed
	}
	if _, ok := ps.peers[p.id]; ok {
		return errAlreadyRegistered
	}
	ps.peers[p.id] = p
	go p.broadcast()

	return nil
}

//注销从活动集删除远程对等，进一步禁用
//对该特定实体采取的行动。
func (ps *peerSet) Unregister(id string) error {
	ps.lock.Lock()
	defer ps.lock.Unlock()

	p, ok := ps.peers[id]
	if !ok {
		return errNotRegistered
	}
	delete(ps.peers, id)
	p.close()

	return nil
}

//对等端检索具有给定ID的注册对等端。
func (ps *peerSet) Peer(id string) *peer {
	ps.lock.RLock()
	defer ps.lock.RUnlock()

	return ps.peers[id]
}

//len返回集合中当前的对等数。
func (ps *peerSet) Len() int {
	ps.lock.RLock()
	defer ps.lock.RUnlock()

	return len(ps.peers)
}

//peerswithoutblock检索没有给定块的对等机列表
//他们的一组已知散列。
func (ps *peerSet) PeersWithoutBlock(hash common.Hash) []*peer {
	ps.lock.RLock()
	defer ps.lock.RUnlock()

	list := make([]*peer, 0, len(ps.peers))
	for _, p := range ps.peers {
		if !p.knownBlocks.Contains(hash) {
			list = append(list, p)
		}
	}
	return list
}

//PeerSwithouttx检索没有给定事务的对等方列表
//在他们的一组已知散列中。
func (ps *peerSet) PeersWithoutTx(hash common.Hash) []*peer {
	ps.lock.RLock()
	defer ps.lock.RUnlock()

	list := make([]*peer, 0, len(ps.peers))
	for _, p := range ps.peers {
		if !p.knownTxs.Contains(hash) {
			list = append(list, p)
		}
	}
	return list
}

//BestPeer以当前最高的总难度检索已知的对等。
func (ps *peerSet) BestPeer() *peer {
	ps.lock.RLock()
	defer ps.lock.RUnlock()

	var (
		bestPeer *peer
		bestTd   *big.Int
	)
	for _, p := range ps.peers {
		if _, td := p.Head(); bestPeer == nil || td.Cmp(bestTd) > 0 {
			bestPeer, bestTd = p, td
		}
	}
	return bestPeer
}

//关闭将断开所有对等机的连接。
//关闭后不能注册新的对等方。
func (ps *peerSet) Close() {
	ps.lock.Lock()
	defer ps.lock.Unlock()

	for _, p := range ps.peers {
		p.Disconnect(p2p.DiscQuitting)
	}
	ps.closed = true
}