hyperledger fabric 结构分析（一）

先前分析程序着眼于细节分析，这样没有框架的概念，花了两天时间分析整理了一下hyperledger fabric的架构设计，分析该程序没有参照任何资料，如有错误欢迎指正，共同进步。

笔者在详细分析程序前有以下疑问：

1）CLI（命令行）客户端如何发送命令给Peer节点

2）本Peer节点如何接收其他节点的数据，接收到数据又如何处理，处理的方式和1又有什么区别

3）数据是何时又是如何被送入consensus模块

4）consensus模块内部又是如何架构的 为什么看起来helper executor pbft controller文件夹交至在一起，保存各自句柄，相互调用

5）ChainCode（链码，简称CC）是如何接收到Peer对其的操作、访问的

6）ChainCode是如何调用fabric API来查询写入数据的

7）在阅读源码初始化过程中，Peer节点会创建大量Server，这些Server后续过程我们是如何使用的

注：本人对于数据库、Docker相关知识不是很了解，尽量避免关于这两个部分的介绍以免错误的引导读者。

下面会慢慢的渗透以上涉及的问题。

Server ：

每个Server作用：

AdminServer：控制该节点的命运，可以删除该节点所在的进程。（Start Stop GetStatus ）

EventHubServer：Peer节点支持客户端对指定事件进行监听，例如Rejection等。客户端需要先注册自己关心的Events，当事件发生时trigger 监听者。

OpenChainServer：对外提供ledger的访问接口，涉及GetBlockchainInfo GetBlockByNumber等。

DevopsServer：负责与CLI Client对接，外部进行CC操作的入口，Deploy invoke query。

ChaincodeSupportServer：负责与shim/Chaincode通信，ChainCode的所有调用接收发送都要与该Server信息交互。

PeerServer：该Server是一个Engine，Engine关联了内部消息响应实现，同时为周围Peer节点创建Client与之通信。

RESTServer：该Server没有进行分析，应该是REST接口格式相关。

一级模块分类：

Client：  之前创建服务器与之对应的客户端，可以理解成其他节点或者CLI client等。

Protos：  中间层，Server与Client端 API接口定义

ServerProcess：服务响应处理函数，包括各类型的HandleMessage。

Consensus：  共识模块，目前采用的是PBFT NOOPS

ChainCode Shim：代码中shim和我理解的不一致，将ChainCodeSupport也应该算到shim，该模块的作用是连接Peer节点与ChainCode的媒介，用shim形容也可。

ChainCode：  链码，应用(例如智能合约)。

DB:  数据存储。

Library：  代码里有一个叫做Vendor的文件夹，该文件夹里涉及的功能模块自成一体，例如grpcServer等

API：  ChainCode里面会调用Peer节点信息。

Crypto：  伴随着数据加解密。

Ledger：  账本操作。

该代码使用Handler触发模式，在跟踪代码程序时要注意handler对象赋值位置，否则容易找错HandleMessage，这些Handler处理函数命名基本相同，容易操作混乱。

下面分析几个读者应该最关心的流程：

1）Client通过CLI执行一条invoke命令

2）某节点发送给该节点ViewChange命令

3）ChainCode调用API putStatus

4）Consensus流程

一、 Client通过CLI执行一条invoke命令

1）在Peer节点初始化的时候 创建DevopsServer

2）DevopsServer设置Service规范，例如Invoke Message，调用_Devops_Invoke_Handler函数

var _Devops_serviceDesc = grpc.ServiceDesc{

ServiceName: "protos.Devops",

HandlerType: (*DevopsServer)(nil),

Methods: []grpc.MethodDesc{

{

MethodName: "Login",

Handler:    _Devops_Login_Handler,

},

{

MethodName: "Build",

Handler:    _Devops_Build_Handler,

},

{

MethodName: "Deploy",

Handler:    _Devops_Deploy_Handler,

},

{

MethodName: "Invoke",

Handler:    _Devops_Invoke_Handler,

},

{

MethodName: "Query",

Handler:    _Devops_Query_Handler,

},

{

MethodName: "EXP_GetApplicationTCert",

Handler:    _Devops_EXP_GetApplicationTCert_Handler,

},

{

MethodName: "EXP_PrepareForTx",

Handler:    _Devops_EXP_PrepareForTx_Handler,

},

{

MethodName: "EXP_ProduceSigma",

Handler:    _Devops_EXP_ProduceSigma_Handler,

},

{

MethodName: "EXP_ExecuteWithBinding",

Handler:    _Devops_EXP_ExecuteWithBinding_Handler,

},

},

Streams: []grpc.StreamDesc{},

}

3）其中_Devops_Invoke_Handler函数在Protos模块，其负责将Client接入的信息传递到对应的Server模块

func _Devops_Invoke_Handler(srv interface{}, ctx context.Context, dec func(interface{}) error) (interface{}, error) {

in := new(ChaincodeInvocationSpec)

if err := dec(in); err != nil {

return nil, err

}

out, err := srv.(DevopsServer).Invoke(ctx, in)

if err != nil {

return nil, err

}

return out, nil

}

4）在函数在devops服务端代码中处理

func (d *Devops) Invoke(ctx context.Context, chaincodeInvocationSpec *pb.ChaincodeInvocationSpec) (*pb.Response, error) {

return d.invokeOrQuery(ctx, chaincodeInvocationSpec, chaincodeInvocationSpec.ChaincodeSpec.Attributes, true)

}

5）精简invokeOrQuery代码，d.coord 是PeerServer对象，ExecuteTransaction 是对应Engine的实现方法

func (d *Devops) invokeOrQuery(ctx context.Context, chaincodeInvocationSpec *pb.ChaincodeInvocationSpec, attributes []string, invoke bool) (*pb.Response, error) {

resp := d.coord.ExecuteTransaction(transaction)

}

6）本次请求被封装成交易Struct，该处理是在PeerServer中。

func (p *Impl) ExecuteTransaction(transaction *pb.Transaction) (response *pb.Response) {

if p.isValidator {

response = p.sendTransactionsToLocalEngine(transaction)

} else {

peerAddresses := p.discHelper.GetRandomNodes(1)

response = p.SendTransactionsToPeer(peerAddresses[0], transaction)

}

return response

}

7）思考可知，最终这笔transaction是要交给到Consensus进行处理，那么如何传递的呢？就在下面p.engine.ProcessTransactionMsg，其中"p"代指PeerServer，engine是在创建PeerServer的时候指定的Engine，而这个Engine的handler实现在Consensus里，在实现EngineHandler过程中加载了PBFT算法。所以ProcessTransactionMsg函数的实现在consensus模块engine代码里。这样解决了开始时提出的疑问3)。

func (p *Impl) sendTransactionsToLocalEngine(transaction *pb.Transaction) *pb.Response {

peerLogger.Debugf("Marshalling transaction %s to send to local engine", transaction.Type)

data, err := proto.Marshal(transaction)

if err != nil {

return &pb.Response{Status: pb.Response_FAILURE, Msg: []byte(fmt.Sprintf("Error sending transaction to local engine: %s", err))}

}

var response *pb.Response

msg := &pb.Message{Type: pb.Message_CHAIN_TRANSACTION, Payload: data, Timestamp: util.CreateUtcTimestamp()}

peerLogger.Debugf("Sending message %s with timestamp %v to local engine", msg.Type, msg.Timestamp)

response = p.engine.ProcessTransactionMsg(msg, transaction)

return response

}

8）从这里开始进入了consensus内部处理，在这里Consensus模块是单独分析。

func (eng *EngineImpl) ProcessTransactionMsg(msg *pb.Message, tx *pb.Transaction) (response *pb.Response) {

err := eng.consenter.RecvMsg(msg, eng.peerEndpoint.ID)

}

画图说明上述流程：

该图中没有体现的一点是在Devops Server创建的时候将PeerServer对象作为构造参数传入，而PeerServer创建的过程就是创建Engine的过程，也是加载Engine-handler的过程，而Engine-handler的实现在Consensus模块。图中直接从Devops Server 跳入Consensus模块有些突兀。