长安链源码学习--账本 （七）

作者：明神特烦恼
公众号：明神特烦恼

在共识完成后进行区块提交阶段，对调用账本模块来对区块以及交易等进行持久化，本章节将一起分析一下账本模块实现过程。

带着问题读代码：
1）存储方式有哪些？
2）账本存储哪些内容，有哪些索引？
3）在写如多张数据库表，如果发生意外掉电，如何保证原子性？如何回滚？

第一个问题：存储方式有哪些？

   长安链支持nosql、sql两种形式的存储，其中nosql支持rocksdb、leveldb，sql支持mysql、sqlite。多种存储形式满足不同应用场景及业务要求。
   无论何种存储方式，上面已经高层封装，屏蔽掉底层存储逻辑，化简其他模块的操作复杂度，后面的分析以nosql为例。

const (
    UnknownDb EngineType = 0
    LevelDb   EngineType = 1
    RocksDb   EngineType = 2
    MySQL     EngineType = 3
    Sqlite    EngineType = 4
)

第二个问题：账本存储哪些内容，有哪些索引？（以nosql为例）

1.写块流程：

1）记录最新写入的块号lastBlockNumKeyStr

2）记录BlockHeightKey 与BlockInfo关系：

• BlockHeightKey = blockNumIdxKeyPrefix + blocknum
• BlockInfo = 序列化(Header + Dag + TxIds + AdditionalData)

3）记录BlockHashKey 与 BlockHeight关系

• BlockHashKey = blockHashIdxKeyPrefix + blockhash
• BlockHeightKey

4）记录TxidKey 与 TxInfo 关系

• TxidKey = txIDIdxKeyPrefix + txid
• TxInfo = 序列化(Transaction)

5）记录BlockTxidKey 与 BlockHeightKey 关系

• BlockTxidKey = blockTxIDIdxKeyPrefix + txid
• BlockHeightKey

6）记录LastConfigKey 与 BlockHeightKey 关系(只有配置块记录该关系)

• LastConfigKey = lastConfigBlockNumKey
• BlockHeightKey

   账本模块通过上述记录的内容提供服务有：获取最后一个区块块号；通过块号获取块内容；通过块Hash获取块号；通过txid获取交易详情；通过txid获取其所在块号；获取最新配置块号。

2.写世界状态流程：

1）记录当前世界状态对应的最新块号stateDBSavepointKey

2）记录写入数据的KV值 Or 删除Key

• Key：合约Name + WriteKey
• Value：世界状态值
• OP: 插入

Or

• Key：合约Name + WriteKey
• OP: 删除

3.写入历史数据库流程：

1）记录当前历史数据库对应的最新块号historyDBSavepointKey

2）记录操作的Key与块号、Txid关系

• Key：合约Name + WriteKey + BlockHeight + Txid

3）记录操作账户与块号、Txid关系

• Key：账号ID + BlockHeight + Txid

4）记录合约与块号、Txid关系

• Key：合约名称 + BlockHeight + Txid

4. 写入合约结果流程：

1）记录当前合约结果数据库对应的最新块号：resultDBSavepointKey
2）记录RWSetsTxid与读写集之间的关系

• RWSetsTxid：txRWSetIdxKeyPrefix + txid
• 读写集：序列化(TxRWSet)

第三个问题：在写如多张数据库表，如果发生意外掉电，如何保证原子性？如何回滚？

   上面提到了多个流程，每个流程是原子操作，保证了事务一致性。但多个流程之间是非原子的，也就是世界状态写入完成，而写块流程还未完成，如果此时发生掉电（进程kill等），那么节点自身的数据将不完整，这是不被允许的。
   为解决掉电问题，长安链处理办法如下：
    - 同步写binlog，binlog非随机写入，机械硬盘执行速度较快。
    - 并发完成写块流程、写世界状态流程、历史数据库流程等。
    - 写入完成后，异步清理binlog。

   当进行crash后重启检测及恢复流程：
    - 创建存储Handler时判断binlog是否有内容，如果有下一步。
    - 获取binlog中记录最后一个log的块高度logSavepoint
    - 获取写块流程的最新块号lastBlockNumKeyStr，如果logSavepoint > lastBlockNumKeyStr，表示有区块数据未执行写块流程，调用CommitBlock进行写块。
    - 其他几个流程同理。

注意：
1） 这里要保证每个流程自身内部是原子的。
2） 恢复流程中并未删除binlog，这是因为binlog的处理是每100个块删除一次，并不需要实时删除，也不会产生存储泄露。
3）恢复流程没有回滚，只有继续写入。