一文了解Lotus网络内消息运转流程
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