（以下分析基于ubuntu aMule 2.3.1进行。）
aMule代码的下载和编译
为了能尽量缩短aMule代码的下载、编译及编译运行所依赖的环境的建立所耗费的时间，并尽快启动对于它的研究学习，而直接使用了ubuntu的代码下载及编译工具。具体的代码下载及编译方法如下：
apt-get source amule
sudo apt-get build-dep amule
cd amule-2.3.1
dpkg-buildpackage -rfakeroot -uc -b Kademlia网络的启动
首先来看一下aMule的Kademlia网络启动的UI操作。
步骤一：点击左上角的那个启动按钮，会弹出如下这样的一个dialog：
步骤二：点击对话框中的“是(Y)”按钮，就会启动一个线程来下在dat文件，并弹出如下的一个对话框：
接着我们看一下aMule的代码，来了解一下这样一个过程的具体实现。从何处入手呢？我想那个URL的定义应该是个不错的入口。搜索那个URL在何处定义。在amule-2.3.1/src/Preferences.cpp中有如下的几行：
s_MiscList.push_back( new Cfg_Bool( wxT("/eMule/DropSlowSources"), s_DropSlowSources, false ) );
s_MiscList.push_back( new Cfg_Str( wxT("/eMule/KadNodesUrl"),s_KadURL, wxT("http://download.tuxfamily.org/technosalad/utils/nodes.dat") ) );
s_MiscList.push_back( new Cfg_Str( wxT("/eMule/Ed2kServersUrl"),s_Ed2kURL, wxT("http://gruk.org/server.met.gz") ) );不难理解，那个URL是某个preference item的默认值，而那个item的key正如上面的代码所示的那样，为"/eMule/KadNodesUrl"，那个item的值保存在静态变量s_KadURL中。
搜索"/eMule/KadNodesUrl"，搜不到任何引用的地方。
再来搜s_KadURL。可以看到在amule-2.3.1/src/Preferences.h文件中有如下的几行：
// server.met and nodes.dat urls
static const wxString& GetKadNodesUrl() { return s_KadURL; }
static void SetKadNodesUrl(const wxString& url) { s_KadURL = url; }
CastChild( ID_SRV_SPLITTER, wxSplitterWindow )->SetSashGravity(0.5f);
CastChild( IDC_NODESLISTURL, wxTextCtrl )->SetValue(thePrefs::GetKadNodesUrl());
CastChild( IDC_SERVERLISTURL, wxTextCtrl )->SetValue(thePrefs::GetEd2kServersUrl());void CKadDlg::OnBnClickedUpdateNodeList(wxCommandEvent& WXUNUSED(evt))
{
if ( wxMessageBox( wxString(_("Are you sure you want to download a new nodes.dat file?\n")) +
_("Doing so will remove your current nodes and restart Kademlia connection.")
, _("Continue?"), wxICON_EXCLAMATION | wxYES_NO, this) == wxYES ) {
wxString strURL = ((wxTextCtrl*)FindWindowById( IDC_NODESLISTURL ))->GetValue();
thePrefs::SetKadNodesUrl(strURL);
theApp->UpdateNotesDat(strURL);
}
}看看wxMessageBox中的那段文字，是多么的亲切啊。而这个OnBnClickedUpdateNodeList()是通过一个表，而被注册为事件的处理函数的：
BEGIN_EVENT_TABLE(CKadDlg, wxPanel)
EVT_TEXT(ID_NODE_IP1, CKadDlg::OnFieldsChange)
EVT_TEXT(ID_NODE_IP2, CKadDlg::OnFieldsChange)
EVT_TEXT(ID_NODE_IP3, CKadDlg::OnFieldsChange)
EVT_TEXT(ID_NODE_IP4, CKadDlg::OnFieldsChange)
EVT_TEXT(ID_NODE_PORT, CKadDlg::OnFieldsChange)
EVT_TEXT_ENTER(IDC_NODESLISTURL ,CKadDlg::OnBnClickedUpdateNodeList)
EVT_BUTTON(ID_NODECONNECT, CKadDlg::OnBnClickedBootstrapClient)
EVT_BUTTON(ID_KNOWNNODECONNECT, CKadDlg::OnBnClickedBootstrapKnown)
EVT_BUTTON(ID_KADDISCONNECT, CKadDlg::OnBnClickedDisconnectKad)
EVT_BUTTON(ID_UPDATEKADLIST, CKadDlg::OnBnClickedUpdateNodeList)
END_EVENT_TABLE()总结一下，aMule中Kademlia网络启动的UI操作。在APP启动的时候，初始化所有的UI组件。在amule-2.3.1/src/ServerWnd.cpp中CServerWnd的构造过程中，创建了一个wxTextCtrl组件，其ID为IDC_NODESLISTURL，其值被设置为KadNodesUrl。在步骤一点击启动按钮时，会触发该按钮的事件，并执行CKadDlg::OnBnClickedUpdateNodeList()函数，在这个方法中，会弹出一个如我们步骤一执行之后所看到的那个wxMessageBox。我们确认后，CKadDlg::OnBnClickedUpdateNodeList()函数通过ID查找到UI组建，并获取到其值，也就是KadNodesUrl，并从这个URL下载dat文件。
那KadNodesDat文件的下在过程又是怎样的呢？可以看到在CKadDlg::OnBnClickedUpdateNodeList()函数中有执行到theApp->UpdateNotesDat(strURL)，这个函数在amule-2.3.1/src/amule.cpp中定义：
void CamuleApp::UpdateNotesDat(const wxString& url)
{
wxString strTempFilename(theApp->ConfigDir + wxT("nodes.dat.download"));
CHTTPDownloadThread *downloader = new CHTTPDownloadThread(url, strTempFilename, theApp->ConfigDir + wxT("nodes.dat"), HTTP_NodesDat, true, false);
downloader->Create();
downloader->Run();
}CHTTPDownloadThread::CHTTPDownloadThread(const wxString& url, const wxString& filename, const wxString& oldfilename, HTTP_Download_File file_id,
bool showDialog, bool checkDownloadNewer)
#ifdef AMULE_DAEMON
: CMuleThread(wxTHREAD_DETACHED),
#else
: CMuleThread(showDialog ? wxTHREAD_JOINABLE : wxTHREAD_DETACHED),
#endif
m_url(url),
m_tempfile(filename),
m_result(-1),
m_file_id(file_id),
m_companion(NULL)
{
if (showDialog) {
#ifndef AMULE_DAEMON
CHTTPDownloadDialog* dialog = new CHTTPDownloadDialog(this);
dialog->Show(true);
m_companion = dialog;
#endif
}
// Get the date on which the original file was last modified
// Only if it's the same URL we used for the last download and if the file exists.
if (checkDownloadNewer && thePrefs::GetLastHTTPDownloadURL(file_id) == url) {
wxFileName origFile = wxFileName(oldfilename);
if (origFile.FileExists()) {
AddDebugLogLineN(logHTTP, CFormat(wxT("URL %s matches and file %s exists, only download if newer")) % url % oldfilename);
m_lastmodified = origFile.GetModificationTime();
}
}
wxMutexLocker lock(s_allThreadsMutex);
s_allThreads.insert(this);
}
CMuleThread::ExitCode CHTTPDownloadThread::Entry()
{
if (TestDestroy()) {
return NULL;
}
wxHTTP* url_handler = NULL;
AddDebugLogLineN(logHTTP, wxT("HTTP download thread started"));
const CProxyData* proxy_data = thePrefs::GetProxyData();
bool use_proxy = proxy_data != NULL && proxy_data->m_proxyEnable;KadNodesDat下载之后，aMule对它又是如何处理的呢？这个文件在整个的Kademlia网络的构建过程中究竟又起到一个什么样的作用呢？
再瞅一眼amule-2.3.1/src/HTTPDownload.cpp文件，可以看到有一个OnExit() 函数：
void CHTTPDownloadThread::OnExit()
{
#ifndef AMULE_DAEMON
if (m_companion) {
CMuleInternalEvent termEvent(wxEVT_HTTP_SHUTDOWN);
wxPostEvent(m_companion, termEvent);
}
#endif
// Notice the app that the file finished download
CMuleInternalEvent evt(wxEVT_CORE_FINISHED_HTTP_DOWNLOAD);
evt.SetInt((int)m_file_id);
evt.SetExtraLong((long)m_result);
wxPostEvent(wxTheApp, evt);
wxMutexLocker lock(s_allThreadsMutex);
s_allThreads.erase(this);
}// HTTPDownload finished
EVT_MULE_INTERNAL(wxEVT_CORE_FINISHED_HTTP_DOWNLOAD, -1, CamuleGuiApp::OnFinishedHTTPDownload)
void CamuleApp::OnFinishedHTTPDownload(CMuleInternalEvent& event)
{
switch (event.GetInt()) {
case HTTP_IPFilter:
ipfilter->DownloadFinished(event.GetExtraLong());
break;
case HTTP_ServerMet:
serverlist->DownloadFinished(event.GetExtraLong());
break;
case HTTP_ServerMetAuto:
serverlist->AutoDownloadFinished(event.GetExtraLong());
break;
case HTTP_VersionCheck:
CheckNewVersion(event.GetExtraLong());
break;
case HTTP_NodesDat:
if (event.GetExtraLong() == HTTP_Success) {
wxString file = ConfigDir + wxT("nodes.dat");
if (wxFileExists(file)) {
wxRemoveFile(file);
}
if ( Kademlia::CKademlia::IsRunning() ) {
Kademlia::CKademlia::Stop();
}
wxRenameFile(file + wxT(".download"),file);
Kademlia::CKademlia::Start();
theApp->ShowConnectionState();
} else if (event.GetExtraLong() == HTTP_Skipped) {
AddLogLineN(CFormat(_("Skipped download of %s, because requested file is not newer.")) % wxT("nodes.dat"));
} else {
AddLogLineC(_("Failed to download the nodes list."));
}
break;
#ifdef ENABLE_IP2COUNTRY
case HTTP_GeoIP:
theApp->amuledlg->IP2CountryDownloadFinished(event.GetExtraLong());
// If we updated, the dialog is already up. Redraw it to show the flags.
theApp->amuledlg->Refresh();
break;
#endif
}
}回忆一下上面CamuleApp::UpdateNotesDat()中创建CHTTPDownloadThread对象时，传递的file_id HTTP_NodesDat。
对于我们的Kademlia网络启动而言，自是主要关注上面CamuleGuiApp::OnFinishedHTTPDownload()函数的case HTTP_NodesDat了。也正是在这个case中，Kademlia相关的一些设施被创建出来。可以看到，在这个case block中，所做的事情主要为：
1. 如果HTTP下载没有成功，则打印出log，并退出。
2. 对于HTTP下载成功的情况。
(1)、先检查是否有旧的"nodes.dat"文件，如果有，则移除该文件。
(2)、检查Kademlia是否正在运行，如果是，则停掉Kademlia。
(3)、将下载到的文件重命名为"nodes.dat"。
(4)、调用Kademlia::CKademlia::Start()，启动Kademlia。
(5)、调用theApp->ShowConnectionState()，显示连接状态。
Kademlia命名空间中的都是和Kademlia网络有关的东西。总算是找到了Kademlia模块的入口了。在Kademlia::CKademlia::Start()中初始化整个的Kademlia相关的东西，其实现如下：
在文件amule-2.3.1/src/kademlia/kademlia/Kademlia.h中：
static void Start() { Start(new CPrefs); }
static void Start(CPrefs *prefs);在文件amule-2.3.1/src/kademlia/kademlia/Kademlia.cpp中：
void CKademlia::Start(CPrefs *prefs)
{
if (instance) {
// If we already have an instance, something is wrong.
delete prefs;
wxASSERT(instance->m_running);
wxASSERT(instance->m_prefs);
return;
}
// Make sure a prefs was passed in..
if (!prefs) {
return;
}
AddDebugLogLineN(logKadMain, wxT("Starting Kademlia"));
// Init jump start timer.
m_nextSearchJumpStart = time(NULL);
// Force a FindNodeComplete within the first 3 minutes.
m_nextSelfLookup = time(NULL) + MIN2S(3);
// Init status timer.
m_statusUpdate = time(NULL);
// Init big timer for Zones
m_bigTimer = time(NULL);
// First Firewall check is done on connect, init next check.
m_nextFirewallCheck = time(NULL) + (HR2S(1));
// Find a buddy after the first 5mins of starting the client.
// We wait just in case it takes a bit for the client to determine firewall status..
m_nextFindBuddy = time(NULL) + (MIN2S(5));
// Init contact consolidate timer;
m_consolidate = time(NULL) + (MIN2S(45));
// Look up our extern port
m_externPortLookup = time(NULL);
// Init bootstrap time.
m_bootstrap = 0;
// Init our random seed.
srand((uint32_t)time(NULL));
// Create our Kad objects.
instance = new CKademlia();
instance->m_prefs = prefs;
instance->m_indexed = new CIndexed();
instance->m_routingZone = new CRoutingZone();
instance->m_udpListener = new CKademliaUDPListener();
// Mark Kad as running state.
m_running = true;
}在这个函数中，主要做的事就是，1. 初始化了一堆时间；2. 创建了几个对象：CKademlia、CIndexed、CRoutingZone和CKademliaUDPListener。CKademlia是整个Kademlia网络的主控类。Kademlia网络的所有功能，都通过这个class暴露给外部，外部也只通过这个类来访问Kademlia网络。这让人想起了外观模式(Facade Pattern)。
先来看一下CRoutingZone的创建过程(amule-2.3.1/src/kademlia/routing/RoutingZone.cpp)：
CRoutingZone::CRoutingZone()
{
// Can only create routing zone after prefs
// Set our KadID for creating the contact tree
me = CKademlia::GetPrefs()->GetKadID();
AddLogLineNS(wxT("CRoutingZone KadID: ") + me.ToBinaryString(false));
// Set the preference file name.
m_filename = theApp->ConfigDir + wxT("nodes.dat");
Init(NULL, 0, CUInt128((uint32_t)0));
}
void CRoutingZone::Init(CRoutingZone *super_zone, int level, const CUInt128& zone_index)
{
// Init all Zone vars
// Set this zone's parent
m_superZone = super_zone;
// Set this zone's level
m_level = level;
// Set this zone's CUInt128 index
m_zoneIndex = zone_index;
// Mark this zone as having no leafs.
m_subZones[0] = NULL;
m_subZones[1] = NULL;
// Create a new contact bin as this is a leaf.
m_bin = new CRoutingBin();
// Set timer so that zones closer to the root are processed earlier.
m_nextSmallTimer = time(NULL) + m_zoneIndex.Get32BitChunk(3);
// Start this zone.
StartTimer();
// If we are initializing the root node, read in our saved contact list.
if ((m_superZone == NULL) && (m_filename.Length() > 0)) {
ReadFile();
}
}
void CRoutingZone::ReadFile(const wxString& specialNodesdat)
{
if (m_superZone != NULL || (m_filename.IsEmpty() && specialNodesdat.IsEmpty())) {
wxFAIL;
return;
}
bool doHaveVerifiedContacts = false;
// Read in the saved contact list
try {
uint32_t numContacts = 0;
uint32_t validContacts = 0;
CFile file;
if (CPath::FileExists(specialNodesdat.IsEmpty() ? m_filename : specialNodesdat) && file.Open(m_filename, CFile::read)) {
// Get how many contacts in the saved list.
// NOTE: Older clients put the number of contacts here...
// Newer clients always have 0 here to prevent older clients from reading it.
numContacts = file.ReadUInt32();
uint32_t fileVersion = 0;
if (numContacts == 0) {
if (file.GetLength() >= 8) {
fileVersion = file.ReadUInt32();
if (fileVersion == 3) {
uint32_t bootstrapEdition = file.ReadUInt32();
if (bootstrapEdition == 1) {
// this is a special bootstrap-only nodes.dat, handle it in a separate reading function
ReadBootstrapNodesDat(file);
file.Close();
return;
}
}
if (fileVersion >= 1 && fileVersion <= 3) {
numContacts = file.ReadUInt32();
}
}
} else {
// Don't read version 0 nodes.dat files, because they can't tell the kad version of the contacts stored.
AddLogLineC(_("Failed to read nodes.dat file - too old. This version (0) is not supported anymore."));
numContacts = 0;
}
DEBUG_ONLY( unsigned kad1Count = 0; )
if (numContacts != 0 && numContacts * 25 <= (file.GetLength() - file.GetPosition())) {
for (uint32_t i = 0; i < numContacts; i++) {
CUInt128 id = file.ReadUInt128();
uint32_t ip = file.ReadUInt32();
uint16_t udpPort = file.ReadUInt16();
uint16_t tcpPort = file.ReadUInt16();
uint8_t contactVersion = 0;
contactVersion = file.ReadUInt8();
CKadUDPKey kadUDPKey;
bool verified = false;
if (fileVersion >= 2) {
kadUDPKey.ReadFromFile(file);
verified = file.ReadUInt8() != 0;
if (verified) {
doHaveVerifiedContacts = true;
}
}
// IP appears valid
if (contactVersion > 1) {
if(IsGoodIPPort(wxUINT32_SWAP_ALWAYS(ip),udpPort)) {
if (!theApp->ipfilter->IsFiltered(wxUINT32_SWAP_ALWAYS(ip)) &&
!(udpPort == 53 && contactVersion <= 5 /*No DNS Port without encryption*/)) {
// This was not a dead contact, inc counter if add was successful
if (AddUnfiltered(id, ip, udpPort, tcpPort, contactVersion, kadUDPKey, verified, false, false)) {
validContacts++;
}
}
}
} else {
DEBUG_ONLY( kad1Count++; )
}
}
}
file.Close();
AddLogLineN(CFormat(wxPLURAL("Read %u Kad contact", "Read %u Kad contacts", validContacts)) % validContacts);
#ifdef __DEBUG__
if (kad1Count > 0) {
AddDebugLogLineN(logKadRouting, CFormat(wxT("Ignored %u kad1 %s in nodes.dat file.")) % kad1Count % (kad1Count > 1 ? wxT("contacts"): wxT("contact")));
}
#endif
if (!doHaveVerifiedContacts) {
AddDebugLogLineN(logKadRouting, wxT("No verified contacts found in nodes.dat - might be an old file version. Setting all contacts verified for this time to speed up Kad bootstrapping."));
SetAllContactsVerified();
}
}
if (validContacts == 0) {
AddLogLineC(_("No contacts found, please bootstrap, or download a nodes.dat file."));
}
} catch (const CSafeIOException& DEBUG_ONLY(e)) {
AddDebugLogLineN(logKadRouting, wxT("IO error in CRoutingZone::readFile: ") + e.what());
}
}
void CRoutingZone::StartTimer()
{
// Start filling the tree, closest bins first.
m_nextBigTimer = time(NULL) + SEC(10);
CKademlia::AddEvent(this);
}为什么要从CRoutingZone对象的创建开始看起呢？主要是因为，在这个class中处理了从网络下载的"nodes.dat"文件。CRoutingZone创建的主要过程为，创建了一个CRoutingBin对象，初始化了一些我们现在看还是不明觉厉的变量，并解析了从网络下载的"nodes.dat"文件。
此处我们可以看一下"nodes.dat"文件的文件结构(ReadFile()中)。这个文件是一个纯二进制文件。这个版本的代码处理了多个版本的文件，不同版本的文件也就有着不同的文件结构。
先是文件头的结构，主要分为如下的几种：
1. Version 0的文件：文件开头是一个32位的无符号整型值，表示文件中保存的联系人的个数。这个版本的代码完全抛弃Version 0的文件不作处理。
2. Version 1, Version 2：文件开头是一个值为0的32位无符号整型值。紧随其后的是一个32位的无符号整型值，表示文件的版本号。再后面是一个32位长的无符号整型值，表示联系人的个数。
3. Version 3：文件开头是一个值为0的32位无符号整型值。紧随其后的是一个32位的无符号整型值，表示文件的版本号。再后面的是bootstrap信息，先是bootstrap的版本号。
如果bootstrap版本号为1，则紧随其后的是Bootstrap节点信息，一直到达文件尾。
如果bootstrap版本号不为1，则在bootstrap版本号后面跟着的是联系人的个数。
4. 其他版本的文件，不能处理。
然后是联系人的结构。Version 1，Version 2，Version 3 bootstrap版本不为1时，在联系人的个数后面都会有一连串的联系人信息。联系人的信息保存有两种结构：
1. Version 1：128位也就是16字节的KadID->32位的IP地址->16位的UDP端口号->16位的TCP端口号->8位的联系人版本号。
2. Version 2、Version 3128位也就是16字节的KadID->32位的IP地址->16位的UDP端口号->16位的TCP端口号->8位的联系人版本号->64位8字节的KadUDPKey，内含4个字节的key和4个字节的IP->8位的Verified。
OK，从文件中解析出了一个个Contact的信息，那之后要怎么处理呢？在CRoutingZone::ReadFile()中可以看到，它首先会对Contact做一个过滤。如果一个contact不是dead的，则会为相应的Contact创建一个CContact对象，并保存起来。