精通IPFS：系统启动篇

说币大神2019-11-22

当用户以守护进程模式启动 filecoin 时，最终执行的命令位于 commands/daemon.go 文件，它的 Run 方法直接调用同文件中的 daemonRun 函数进行处理。这个函数的处理如下：
  1. 调用 getRepo，获得本地仓库 repo.Repo 接口 对象。这个方法内部调用仓库的 OpenFSRepo 函数，生成并初始化仓库对象，它的流程如下：
    • 根据仓库路径和版本，生成仓库 repo.FSRepo 对象。
    • 锁定相关仓库的 repo.lock 文件，并设置仓库对象的 lockfile 属性，从而确保同时只有一个全节点可以使用仓库，以便维护仓库的完整性。
    • 调用仓库对象的 loadFromDisk 方法，从磁盘上加载仓库的各种数据，并同继续完善仓库对象。这个方法的流程如下:
      • 调用仓库对象的 readVersion 方法，从仓库文件中读取仓库的版本号，并与仓库对象自身的版本号进行比较。如果不匹配，则抛出错误。
      • 调用仓库对象的 loadConfig 方法，加载仓库的配置文件 config.json。
      • 调用仓库对象的 openDatastore 方法，加载仓库的数据存储文件。默认情况下，数据存储类型为 badgerds，所以加载的文件目录为仓库下的这个目录。这个方法会生成仓库存储对象，并保存在仓库对象的 ds 属性。
      • 调用仓库对象的 openKeystore 方法，打开仓库的 keystore 文件。这个方法会生成私钥存储对象，并保存在仓库对象的 keystore 属性。
      • 调用仓库对象的 openWalletDatastore 方法，打开钱包数据存储。这个方法会生成仓库存储对象，并保存在仓库对象的 walletDs 属性。这次对象对应的目录为 wallet。
      • 调用仓库对象的 openChainDatastore 方法，打开区块链数据存储。这个方法会生成仓库存储对象，并保存在仓库对象的 chainDs 属性。这次对象对应的目录为 chain。
      • 调用仓库对象的 openDealsDatastore 方法，打开交易数据存储。
      这个方法会生成仓库存储对象，并保存在仓库对象的 dealsDs 属性。这次对象对应的目录为 deals。
  2. 获取环境变量。
  3. 获取命令行参数。
  4. 调用节点的 New 方法，创建一个节点。首先，生成一个配置对象，使用前面几步形成的选项参数和仓库对象来设置配置对象；然后调用配置对象的 Build 方法，构建一个 Filecoin 节点。当我们不带参数启动时，配置对象中只有仓库对象会被设置。Build 函数执行流程如下：
    • 如果配置对象中没有仓库对象，则生成一个内存版仓库对象。
    • 生成区块存储对象。 
    • '调用配置对象的 buildHost 方法，生成 libp2p Host 对象'。buildHost 方法调用 libp2p 的 New 方法，这个方法最终调用 config/config.go 中定义的 NewNode 方法，这个方法：
      • 首先，调用 swarm 的 NewSwarm 方法创建一个 swarm对象。
      • 然后，调用 basic_host.go 中定义的 NewHost 来创建 host 对象。在创建 host 对象过程中，把 swarm 对象保存为 host 对象的网络对象，同时设置 swarm 的连接处理器和流处理器分别为 host 对象的 newConnHandler 和 newStreamHandler 两个方法。
      • 然后，调用 swarm 的 AddTransport 方法，添加指定的传输协义。
      • 最后，调用 host 的 Listen 方法，开始监听指定的地址。
    • 生成 pinger 服务对象。
    • 生成区块验证器consensus.DefaultBlockValidator 对象。
    • 使用libp2p Host 对象和路由对象，生成 bitswap 网络对象。
    • 使用 bitswap 网络对象和区块存储对象，生成 bitswap 对象。
    • 使用区块存储对象和bitswap 对象，生成区块服务对象。
    • 生成获取区块 net.Fetcher 对象，以便从远程节点获取数据。
    • ''调用 readGenesisCid 函数，获取创世区块的 CID''。
    • 生成chain.Store 对象。
    • 生成chain.ChainStateProvider 对象。
    • 生成 powerTable 对象，类型为 consensus.MarketView 对象。
    • 根据配置对象是否有奖励，调用不同的方法节点共识器。如果奖励对象为空，则调用 consensus/processor.go 的 NewDefaultProcessor 函数，生成共识器；否则，调用 NewConfiguredProcessor 函数，生成共识器。两个函数都生成 consensus.DefaultProcessor 对象，区块在于它们的属性。
    • 调用 consensus/NewExpected.go 的 NewExpected 函数，生成 consensus.Protocol 接口 节点共识consensus.Expected 对象。根据配置对象是否有 proofs.Verifier 接口对象，在生成过程中会使用不同的参数。
    • 调用 go-libp2p-pubsub 类库的 NewFloodSub 函数，生成一个 发布/订阅pubsub.PubSub 对象 fsub，监听自身的所有消息。
    • 使用仓库repo.Repo 接口 对象的 walletDs 属性作为钱包后端，生成钱包wallet.Wallet 对象。
    • 调用 chain/syncer.go 的 NewSyncer 函数，生成区块链chain.Syncer 同步对象。
    • 生成core.MessagePool 对象。
    • 生成core.Inbox 对象。
    • 生成core.MessageQueue 对象。
    • 生成node.defaultMessagePublisher 对象。消息发布对象绑定的主题为 /fil/msgs/devnet-3，它会在这个主题上发布消息。在全节点的启动方法中通过，通过调用 porcelain.API 对象的 PubSubSubscribe 方法，订阅这个主题的消息通知。
    • 生成core.Outbox 对象。这个对象上一步创建的消息发布对象，当调用 porcelain.API 对象的 MessageSend 方法发送消息时，内部调用本对象的 Send 方法，进行发送。发送方法最终调用消息发布对象的 Publish，把经过签名之后的消息发布到相应的主题上。当消息发送之后，别的全节点对象因为订阅了消息主题，所以会调用全节点的 processMessage 的方法进行处理。具体见全节点启动过程。
    • '生成 PorcelainAPI 对象。
    • '生成 Filecoin node.Node 全节点对象。
    • '生成net.Bootstrapper 引导对象。
    • 返回 Filecoin 全节点对象。
  5. 调用内部函数 runAPIAndWait ，启动全节点。
    • ''调用节点的 Start 方法，启动 Filecon 节点''。
      • 调用chain.Store 对象的 Load 方法，加载本地已有区块。
      • 调用全节点对象的 miningAddress 方法，获取矿工地址；如果配置了矿工地址，则调用node.Node 全节点对象的 setupMining 方法，设置挖矿。这个方法调用 initSectorBuilderForNode 函数，初始化初始化扇区生成器，并保存在全节点对象的 sectorBuilder 属性上。
      • 生成 syncCallBack 同步回调函数对象，用于处理区块同步。
      • 调用 protocol/hello/hello.go 文件的 New 函数，进行 Hello 消息处理设置这个方法内部处理如下：
        • 生成一个 hello 协义处理器对象，并设置为全节点对象的 HelloSvc 属性。
        • 设置 libp2p /fil/hello/1.0.0 协义处理器为protocol.hello.Handler 对象 的 handleNewStream 方法。
        • 设置 libp2p 网络对象的连接通知为protocol.hello.helloNotify 对象。
      • 调用 Filecoin 节点的 setupProtocols 方法，设置各种协义。这个方法内部处理如下：
        • 生成protocol.block.MiningAPI 对象，并保存为全节点对象的 BlockMiningAPI 属性。
        • 调用 protocol/retrieval/api.go 文件的 NewAPI 函数，生成protocol.retrieval.API 对象，并促为全节点对象的 RetrievalAPI 属性。
        • 调用 protocol/storage/api.go 文件的 NewAPI 函数，生成protocol.storage.API 对象，并促为全节点对象的 StorageAPI 属性。
      • 以全节点对象为参数，调用 protocol/retrieval/NewMiner.go 的 NewMiner 函数，生成一个检索矿工，并为设置全节点对象的 RetrievalMiner 属性。这个函数首先生成一个检索矿工，然后调用全节点对象的 libp2p Host 对象的 SetStreamHandler 方法，设置 /fil/retrieval/free/0.0.0 协议的处理器为检索矿工的 handleRetrievePieceForFree 方法，最后返回检索矿工。
      • 调用porcelain.API 对象的 PubSubSubscribe 方法，订阅 /fil/blocks/devnet-3 主题的区块通知，并设置为全节点的 BlockSub 属性。 
      • 调用porcelain.API 对象的 PubSubSubscribe 方法，订阅 /fil/msgs/devnet-3 主题的消息通知，并设置为全节点的 MessageSub 属性。
      • 启动一个协程，在协程中调用全节点的 handleSubscription 方法，处理区块通知。这个方法主体是一个无限循环。它从参数指定的主题中读取主题，并调用参数指定的方法进行处理。区块通知订阅的是 /fil/blocks/devnet-3，它的处理方法是全节点的 processBlock 方法。
      • 启动一个协程，在协程中调用全节点的 handleSubscription 方法，处理消息通知。消息通知订阅的是 /fil/msgs/devnet-3，它的处理方法是全节点的 processMessage 方法。这个方法把收到的消息进行反序列化，然后调用 core.Inbox 对象的 Add 方法，把消息对象保存在 core.MessagePool 对象中。
      • 调用chain.Store 对象的 HeadEvents 方法，使用其返回的发布/订阅对象的 Sub 方法，订阅新区块头部主题 new-head。
      • 调用porcelain.API 对象的 ChainHead 方法，返回处理区块链头部的函数，在一个协程中调用全节点的 handleNewHeaviestTipSet 方法，处理区块链头部消息。
      • 非离线模式下，启动net.Bootstrapper 引导对象。引导对象会连接到所有的引导节点，并在连接成功后，调用 protocol.hello.helloNotify 对象的 Connected 方法，从而向远程节点发送自身的顶层区块信息，而远程节点也会向我们发送它的顶层区块信息，从而开启区块同步过程。
      • 设置心跳服务。
    • 生成命令行环境commands.Env 对象。
    • 生成服务器配置变量
    • 生成 Go ServeMux 处理器对象，设置它处理 /debug/pprof/ 请求的对象为 Go 自身的 DefaultServeMux；处理 /api/ 请求的 go-ipfs-cmds 类库的 handler 对象。handler 对象持有上面生成的环境变量、服务器配置变量等。
    • 创建 Http 服务器。
    • 在一个单独线程中启动 Http 服务器。

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