兄弟连区块链教程btcpool矿池源码分析核心机制总结及优化思考,2018年下半年,区块链行业正逐渐褪去发展之初的浮躁、回归理性,表面上看相关人才需求与身价似乎正在回落。但事实上,正是初期泡沫的渐退,让人们更多的关注点放在了区块链真正的技术之上。
# btcpool矿池-核心机制总结及优化思考
## 核心机制总结
### ①gbtmaker
* 监听Bitcoind ZMQ中BITCOIND_ZMQ_HASHBLOCK消息,一有新块产生,将立即向kafka发送新Gbt
* 另默认每5秒间隔(可从配置文件中指定)主动RPC请求Bitcoind,获取Gbt发送给kafka
* Gbt消息大小约2M,含交易列表
### ②jobmaker
* 同时监听kafka KAFKA_TOPIC_RAWGBT和KAFKA_TOPIC_NMC_AUXBLOCK,以支持混合挖矿
* 接收的Gbt消息,如果与本地时间延迟超过60秒将丢弃,如果延迟超过3秒将打印log
* 可用的Gbt消息,将以gbtTime+isEmptyBlock+height来构造key写入本地Map,另gbtHash也会写入本地队列
* 本地gbtHash队列仅保存最近20条,本地gbtMap中Gbt消息有效期:非空Gbt有效期90秒,空Gbt有效期15秒,过期将清除
* 有效期可从配置文件中指定
* Gbt消息如果高度低于本地Gbt高度,且本地Gbt非空,且与本地时间间隔没超过2倍stratumJobInterval_,Gbt消息将丢弃
* 三种情况下将立即向kafka发送StratumJob:
* 高度大于本地高度(即已发现新块)
* 高度与本地高度相同,但前个Job为空块Job,但新Gbt非空块
* 达到预定的时间间隔20秒(可从配置文件中指定)
### ③sserver
* 接收的job延迟超过60秒将丢弃
* 如果job中prevHash与本地job中prevHash不同,即为已产生新块,job中isClean状态将置为true
* true即要求矿机立即切换job
* 三种情况下将向矿机下发新job:
* 收到新高度的job
* 过去一个job为新高度且为空块job,且最新job为非空块job
* 达到预定的时间间隔30秒
* 最近一次下发job的时间将写入文件(由file_last_notify_time指定)
* 本地job有效期为300秒
* 每10秒拉取一次新用户列表(由list_id_api_url指定),用户写入本地map中
* sserver最大可用SessionId数为16777214
* btcpool支持BtcAgent扩展协议和Stratum协议,使用magic_number(0x7F)区分
* 处理Stratum协议:
* suggest_target与suggest_difficulty等价,用于设置初始挖矿难度,需在subscribe之前请求
* 使用sessionID作为extraNonce1_以确保矿机任务不重复
* authorize之前有15秒读超时,authorize之后有10分钟读超时,10分钟无提交将断开连接
* 初始难度为16384,或从suggest_difficulty指定,下次将一次调整到位保持10s提交share
* 每个session会维护一个localJobs_队列,队列长度为10条
* share被拒绝的几种情况:
* JOB_NOT_FOUND,localJobs_队列中该job已被挤出
* DUPLICATE_SHARE,share已提交过,已提交的share会计入submitShares_
* JOB_NOT_FOUND,jobRepository_中job不存在,即job已过期(300秒过期时间)
* JOB_NOT_FOUND,jobRepository_中job状态为Stale,即job是旧的非新job
* TIME_TOO_OLD,share中提交的nTime小于job规定的minTime
* TIME_TOO_OLD,share中提交的nTime比当前时间大10分钟
* LOW_DIFFICULTY,share中提交的hash不满足难度目标
* 处理BtcAgent扩展协议:
* Agent下矿机默认难度也为16384
* 使用Agent sessionID作为extraNonce2_前半部分,以确保Agent下矿机任务不重复
* 矿池下发新任务时,如session为BtcAgent,将为Agent下所有矿机计算难度
* 如难度发生变更,将按难度不同,分别构造多条CMD_MINING_SET_DIFF指令一并下发处理
### ④blkmaker
* blkmaker可以连多个bitcoind节点
* blkmaker监听和接收4类消息:RAWGBT、STRATUM_JOB、SOLVED_SHARE和NMC_SOLVED_SHARE
* 监听RAWGBT目的为获取gbtHash/交易列表,用于构建Block,gbtHash和vtxs写入rawGbtMap_
* rawGbtMap_保存最近100条gbtHash/vtxs对
* 监听STRATUM_JOB目的为获取jobId_/gbtHash,jobId_和gbtHash写入jobId2GbtHash_
* jobId2GbtHash_保存最近120条jobId_/gbtHash对
* 监听SOLVED_SHARE目的为获取BlockHeader和coinbaseTx
* BlockHeader+coinbaseTx+vtxs构造Block
* 构造好的Block会提交连接的所有bitcoind节点
* 构造好的Block入库,入库字段包括:
* puid、worker_id、worker_full_name、job_id、height、hash
* rewards(即coinbaseValue)、size(即blksize)、prev_hash、bits、version、created_at
* created_at为入库时间非爆块时间
### ⑤sharelogger
* 接收SHARE_LOG,写入shares_,每2秒写入文件(路径由data_dir指定)
* 每天一个新文件,文件名形如:sharelog-2016-07-12.bin
* 最多维护最近3天的文件句柄
### ⑥slparser
* 支持三种功能:
* 指定Date和UID,将打印指定日期指定用户的share信息到stdout
* UID=0时,将打印指定日期所有用户的share信息
* 指定Date但未指定UID,读取指定日期sharelog,统计数据并写入数据库
* 按Worker、user、pool三个维度统计:Accept1h、Accept1d、score1h、score1d、Reject1h、Reject1d
* 数据库仅保留最近3个月统计数据
* 如果Date和UID均未指定,将监听文件变化,读取share并统计数据,每15秒写入数据库
* 同时启动Httpd服务,开放ServerStatus和WorkerStatus
### ⑦statshttpd
* 监听并接收SHARE_LOG,按Worker、user、pool统计acceptCount_、acceptShareSec_、rejectShareMin_
* 同时统计totalWorkerCount_和totalUserCount_
* 延时超过1小时的SHARE_LOG将被忽略
* 每15s写入数据库(可由flush_db_interval指定),每30分钟清理过期Worker
* 如果Worker超过1小时未提交share,将被置为过期状态
* 计算每个Worker的accept1m_、accept5m_、accept15m_、reject15m_、accept1h_、reject1h_
* 以及acceptCount_、lastShareIP_、lastShareTime_
* DROP并CREATE数据表mining_workers_tmp,Worker统计数据批量写入mining_workers_tmp
* mining_workers_tmp数据写入数据表mining_workers
* 监听并接收COMMON_EVENTS,获取workerName和minerAgent,更新数据表mining_workers
* 启动Httpd服务,开放ServerStatus和WorkerStatus
### ⑧poolwatcher
* 监听StratumJob,更新poolStratumJob_,用于和第三方矿池比对
* 作为client连接第三方矿池,如收到挖矿任务,仅当接收的job高度=本地矿池job高度+1时,将构造EmptyGBT
* 如下几种情况将丢弃从第三方矿池接收的job:
* job高度与本地矿池job高度相同
* job高度不等于本地矿池job高度+1,高度跳跃太大
* nBits与本地矿池job nBits不同
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