Java语言实现区块链（五）
一、集成WebSocket，实现P2P网络通信
WebSocket官方文档：https://github.com/TooTallNate/Java-WebSocket
（1）引入坐标。
compile "org.java-websocket:Java-WebSocket:1.3.8"
（2）在websocket包创建两个类，一个代表websocket客户端，一个代表websocket服务端。
public class MyClient extends WebSocketClient {
// 客户端的名称
private String name;
// 在构造函数中传入连接服务端的地址，并指定客户端的名称
public MyClient(URI serverUri, String name) {
super(serverUri);
this.name = name;
}
@Override
public void onOpen(ServerHandshake handshakedata) {
System.out.println("客户端" + name + "打开了连接...");
}
@Override
public void onMessage(String message) {
System.out.println("客户端" + name + "收到服务端发送过来的消息...");
}
@Override
public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {
System.out.println("客户端" + name + "关闭了连接...");
}
@Override
public void onError(Exception ex) {
System.out.println("客户端" + name + "发生错误...");
}
}
public class MyServer extends WebSocketServer {
private int port;
// 在构造函数中指定监听的端口号
public MyServer(int port) {
super(new InetSocketAddress(port));
this.port = port;
}
@Override
public void onOpen(WebSocket conn, ClientHandshake handshake) {
System.out.println("WebSocket_" + port + "打开了连接...");
}
@Override
public void onClose(WebSocket conn, int code, String reason, boolean remote) {
System.out.println("WebSocket_" + port + "关闭了连接...");
}
@Override
public void onMessage(WebSocket conn, String message) {
System.out.println("WebSocket_" + port + "接收到消息...");
}
@Override
public void onError(WebSocket conn, Exception ex) {
System.out.println("WebSocket_" + port + "发送了错误...");
}
@Override
public void onStart() {
System.out.println("WebSocket_" + port + "启动成功...");
}
// 启动服务端
public void startServer() {
// 因为WebServerSocket继承了Runnable类，所以可以启动线程去执行它
new Thread(this).start();
}
}
（3）修改BlockChainApplication类，让springboot启动时候可以动态指定端口号。
@SpringBootApplication
public class BlockchainqsApplication {
public static int port;
public static void main(String[] args) {
System.out.println("请输入端口号：");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
port = sc.nextInt();
SpringApplicationBuilder application = new SpringApplicationBuilder(BlockchainqsApplication.class)
.properties("server.port=" + port);
application.run(args);
}
}（4）在BlockController中定义以下几个方法：
init()：启动websocket服务，端口号为springboot端口号加1。
regist()：注册节点
conn()：连接节点
broadcast()：广播消息
// 记录已经注册了的节点（这里是端口号）
private HashSet nodes = new HashSet<>();
private MyServer myServer;
// 初始化myServer
@PostConstruct
public void init() {
// 启动服务端，端口号为springboot端口号加1
myServer = new MyServer(BlockchainqsApplication.port + 1);
myServer.startServer();
}
// 注册节点
@RequestMapping(value = "/regist")
public String regist(String node) {
nodes.add(node);
return "注册成功";
}
// 连接
@RequestMapping(value = "/conn")
public String conn() {
try {
// 遍历所有已经注册了的节点，然后创建对应客户端去连接这些节点
// 相当于每个节点都对应着一个MyClient对象
for (String node : nodes) {
URI uri = new URI("ws://localhost:"+ node);
MyClient myClient = new MyClient(uri, node);
myClient.connect();
}
return "连接成功";
} catch (URISyntaxException e) {
return "连接失败：" + e.getMessage();
}
}
// 广播消息
@RequestMapping(value = "/broadcast")
public String broadcast(String msg) {
// 广播消息，其实就是向已注册该WebSocket服务的客户端发送消息
myServer.broadcast(msg);
return "广播成功";
} （5）修改页面，指定按钮组。
（6）定义事件函数。
// 注册节点
function regist() {
// 获取用户输入的内容
var node = $("#node").val();
// 显示进度条
loading.baosight.showPageLoadingMsg(false);
// 发起请求
$.post("regist", "node=" + node, function (data) {
// 展示操作结果
$("#result").html(data)
// 清空输入框
$("#node").val("");
// 隐藏进度条
loading.baosight.hidePageLoadingMsg();
});
}
// 连接节点
function conn() {
// 显示进度条
loading.baosight.showPageLoadingMsg(false);
// 发起请求
$.post("conn", function (data) {
// 展示操作结果
$("#result").html(data)
// 隐藏进度条
loading.baosight.hidePageLoadingMsg();
});
}
// 广播
function broadcast() {
// 获取用户输入的内容
var msg = $("#node").val();
// 显示进度条
loading.baosight.showPageLoadingMsg(false);
// 发起请求
$.post("broadcast", "msg=" + msg, function (data) {
// 展示操作结果
$("#result").html(data)
// 清空输入框
$("#node").val("");
// 隐藏进度条
loading.baosight.hidePageLoadingMsg();
});
}（7）启动服务器测试。
第一步：点击Edit Configuration，把Single instance only的勾取消掉。
第二步：启动两个sprintboot，一个监听7000端口号，一个监听8000端口号。
第三步：启动成功后，在浏览器分别打开localhost:7000和localhost:8000两个页面进行测试。
测试流程：
1）在localhost:7000页面中先注册节点8001，然后点击连接。
2）在localhost:8000页面中先注册节点7001，然后点击连接。
3）在任意一个页面中广播消息，比如在localhost:7000页面广播了一条消息，那么在8000的springboot控制台上可以看到该条广播消息。
结果如下图所示：
二、同步数据
（1）在页面上添加同步按钮。
（2）定义事件函数。
// 同步
function syncData() {
// 显示进度条
loading.baosight.showPageLoadingMsg(false);
// 发起请求
$.post("syncData", function (data) {
// 展示操作结果
$("#result").html(data)
// 显示数据
showList();
// 隐藏进度条
loading.baosight.hidePageLoadingMsg();
});
}（3）在BlockController中定义syncData方法，执行同步操作。
// 请求同步其他节点的区块链数据
@RequestMapping(value = "/syncData")
public String syncData() {
for (MyClient client : clients) {
client.send("兄弟，请把您的区块链数据给我一份");
}
return "同步成功";
}（4）修改MyServer的onMessage函数，该函数把该节点的区块链数据广播给所有已注册的节点。
@Override
public void onMessage(WebSocket conn, String message) {
System.out.println("WebSocket_" + port + "接收到消息...");
try {
if ("兄弟，请把您的区块链数据给我一份".equals(message)) {
// 获取区块连数据
NoteBook noteBooke = NoteBook.newInstance();
List blocks = noteBooke.showList();
// 把blocks转换成字符串
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
String blockInfos = objectMapper.writeValueAsString(blocks);
// 把数据封装到MessageBean
MessageBean mb = new MessageBean(1, blockInfos);
// 把MessageBean对象转换成字符串
String msg = objectMapper.writeValueAsString(mb);
// 广播消息
broadcast(msg);
}
} catch (JsonProcessingException e) {
e.printStackTrace();
}
} （5）修改MyClient的onMessage函数，该函数用于同步注册节点的区块链数据。
@Override
public void onMessage(String message) {
System.out.println("客户端" + name + "收到服务端发送过来的消息...");
try {
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
// 把message转换成MessageBean对象
MessageBean mb = objectMapper.readValue(message, MessageBean.class);
// 判断消息类型
if (mb.getType() == 1) {
// 把消息转换成ArrayList对象
JavaType javaType = objectMapper.getTypeFactory().constructParametricType(ArrayList.class, Block.class);
ArrayList newList = objectMapper.readValue(mb.getMsg(), javaType);
// 比较本地blocks和得到的blocks的长度
// 如果本地blocks的长度比得到blocks的长度小，代表需要同步。
NoteBook noteBook = NoteBook.newInstance();
noteBook.compareData(newList);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} （6）定义MessageBean类，用于不同类型的数据。
public class MessageBean {
private int type; // 1代表区块链数据 2代表交易数据
private String msg; // 消息内容
public MessageBean() {}
public MessageBean(int type, String msg) {
this.type = type;
this.msg = msg;
}
...
}
（7）修改NoteBook类，把NoteBook对象定义成单例模式。
private static NoteBook noteBook;
public static NoteBook newInstance() {
if (noteBook == null) {
synchronized (NoteBook.class) {
if (noteBook == null) {
noteBook = new NoteBook();
}
}
}
return noteBook;
}（7）测试程序。
启动两个springboot，在浏览器打开两个页面。先执行注册和连接操作，然后在一个页面中添加区块， 在另外一个页面中执行同步操作。如果同步成功，可以在页面上看到刚才添加的区块数据。
三、广播交易数据
（1）修改BlockController的addBlock函数，添加区块的时候进行广播操作。
@RequestMapping(value = "/addBlock", method = RequestMethod.POST)
public String addBlock(Transaction tx) {
try {
if (tx.verify()) {
// 把Transaction对象转换成字符串
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
String txInfo = objectMapper.writeValueAsString(tx);
// 把交易数据封装成MessageBean对象
MessageBean mb = new MessageBean(2, txInfo);
String msg = objectMapper.writeValueAsString(mb);
broadcast(msg);
// 执行添加操作
noteBook.addBlock(txInfo);
return "添加区块成功！";
} else {
throw new RuntimeException("交易数据校验失败！");
}
} catch (Exception e) {
return "添加失败：" + e.getMessage();
}
}（2）修改MyClient的onMessage方法，同步交易数据。
@Override
public void onMessage(String message) {
System.out.println("客户端" + name + "收到服务端发送过来的消息...");
try {
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
// 把message转换成MessageBean对象
MessageBean mb = objectMapper.readValue(message, MessageBean.class);
NoteBook noteBook = NoteBook.newInstance();
// 判断消息类型
if (mb.getType() == 1) {
// 把消息转换成ArrayList对象
JavaType javaType = objectMapper.getTypeFactory().constructParametricType(ArrayList.class, Block.class);
ArrayList newList = objectMapper.readValue(mb.getMsg(), javaType);
// 比较本地blocks和得到的blocks的长度
// 如果本地blocks的长度比得到blocks的长度小，代表需要同步。
noteBook.compareData(newList);
} else if (mb.getType() == 2) {
// 把msg数据转换成Transaction对象
Transaction tx = objectMapper.readValue(mb.getMsg(), Transaction.class);
// 交易交易
if (tx.verify()) {
noteBook.addBlock(mb.getMsg());
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} 最后运行测试即可。同样也是启动两个springboot，在浏览器打开两个页面。先执行注册和连接操作。然后在一个页面中添加区块， 在另外一个页面刷新数据。这样就可以看到刚才添加的区块数据。