python版ethereum源码架构

概述

在github上,python版的ethereum按照项目的组织可以划分包括3大组件,从上层到底层依次是:

• pyethereum: 以太坊核心区块链操作库, 包括虚拟机实现, 挖矿，分叉处理等等
• pyethapp: 实现区块链服务,以太坊加密经济学的状态机
• pydevp2p: 通过多路复用和加密连接实现p2p网络的节点发现协议, 传输多种业务的消息

主要功能

从软件架构的角度看，以太坊可以分为4层。分别如下：

• 链相关的核心层

  该层主要功能是处理本地节点中block相关的数据生成区块链数据结构并对其持久化，包括：

  • 管理block和chain，包括分叉chain处理，时间戳混乱的block管理等。该层不关心block是本节点挖矿出来的还是同步过来的。block分叉处理有专门的处理协议，叫做GHOST协议。
  • 状态转换：执行交易，对每个状态的修改并持久化。
  • 挖矿服务：实现PoW或其他公司机制。

• service服务层

  ChainService功能包括：管理交易池，提交block给核心层，peer之间block、交易同步和广播;

  peerManager服务功能包括：管理节点的生命周期,对协议层的数据进行处理,比如收发交易数据,同步block等。

  其他的service包括：

  powService：实现挖矿算法；

  DBService： 管理持久化用的数据库；

  AccountService：账户管理；

  console/RPCService: 对外提供访问和操作接口服务；

• protocol协议层:

  按照协议要求的格式编码并发送消息; 对p2p网络上接收到的消息进行解码后送给服务层处理。

• network网络层

  使用类Kademlia协议作为节点发现协议，负责p2p节点的发现，动态维护当前活跃节点列表;

  并负责peer之间的tcp连接及收发报文并分发给协议层。

模块图

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pyethapp的启动命令及对应的入口函数如下

• pyethapp启动后执行 app(...)
• 子命令run, 入口函数 run(...) : 启动运行客户端
• 子命令config,入口函数 config() : 打印当前配置
• 子命令blocktest,入口函数 blocktest(file,name) : 根据block文件在内存中生成一个block测试链
• 子命令snapshot, 入口函数 snapshot(...) : 创建一个当前'世界状态'的快照, 包括配置数据和账户
• 子命令load_snapshot,入口函数 load_snapshot(...) : 加载快照
• 子命令export,入口函数 export_blocks(from,to,file) : 导出指定from到to的block
• 子命令import,入口函数 import_blocks(file) : 导入block
• 子命令account new,入口函数 new_account() :创建账户
• 子命令account list,入口函数 list_accounts() :查看账户
• 子命令account import,入口函数 import_accounts() :导入账户
• 子命令account update,入口函数 update_accounts() :修改账户密码