tendermint consensus 代码分析

Tendermint最核心的代码位于consensus包下，consensus下的文件是tendermint最大的理论创新之处．

从这篇文章开始，我们分析tendermint的核心代码consensus模块．

未命名文件.png

最简单的分类方法如上图，主要由三个核心组件构成，分别是consensusReactor,consensusState以及TimeoutTicker.

其中consensusReactor主要负责与其它的节点的reactor交互，核心职能有以下两部分：

• 接收到其它节点发送的消息，将其传送到consensusState
• 接收到自己的状态机发送的消息，决定如何将其发送到其它节点的consensusReactor．
  当然consensusReactor还提供了更多的功能，为了提高快速达成共识的速度．

其中TimeoutTiker就是一个计时器的代码实现，主要提供三部分功能：

• 收到重新计时请求，判断是否重新计时．若是，则停止上一个计时器，重新开始这次计时．
• 计时时间到发送提醒
• 退出

consensusState是tendermint中最重要的一个文件，里面有状态切换的状态机存放在其中．
consensusState 会调用各种资源来完成状态的接受与转变及外部的交互．
在consensusState中有几个核心组件:

• peerMsgQueue : 外部节点收到的消息,主要包括三种:proposal,blockPartMsg,voteMsg
• internalMsgQueue:自己内部给自己发送的消息,同样包括上述三种.
• RoundState:记录当前自己的参与共识状态的必要数据.
• PeerRoundState:记录当前自己连接的peer的参与共识状态的必要数据.

状态跃迁的核心的函数:

• enterNewRound
• enterPropose
• enterPrevote
• enterPrevoteWait
• enterPrecommit
• enterPrecommitWait
• enterCommit

会引起进入状态跃迁的核心函数的情况:

• handleMsg
• handleTimeout
• 其它的状态跃迁函数,如enterPropose满足isProposalComplete的条件会立刻进入enterPrevote

八个状态:

• RoundStepNewHeight = RoundStepType(0x01) // Wait til CommitTime + timeoutCommit
• RoundStepNewRound = RoundStepType(0x02) // Setup new round and go to RoundStepPropose
• RoundStepPropose = RoundStepType(0x03) // Did propose, gossip proposal
• RoundStepPrevote = RoundStepType(0x04) // Did prevote, gossip prevotes
• RoundStepPrevoteWait = RoundStepType(0x05) // Did receive any +2/3 prevotes for current round, start timeout
• RoundStepPrecommit = RoundStepType(0x06) // Did precommit, gossip precommits
• RoundStepPrecommitWait = RoundStepType(0x07) // Did receive any +2/3 precommits for current round, start timeout
• RoundStepCommit = RoundStepType(0x08) // Entered commit state machine

对于代码执行细节的分析,由简如繁可以更容易地理解整个过程.以下面单个节点情景作为说明:

只有单个节点参与共识的情况

1.首先进入enterNewRound
2.之后从enterNewRound进入enterPropose
3.进入enterPropose后,判断自己是不是validator.只有一个节点自己就是,进入defaultDecideProposal
4.进入defaultDecideProposal,把proposal和blockPartMsg发送到internalMsgQueue
5.收到internalMsgQueue的消息,然后进入handleMsg,通过handleMsg进入addProposalBlockPart
6.通过addProposalBlockPart 最后进入到enterPrevote
7.通过enterPrevote进入到defaultDoPrevote,对proposal进行签名,并发送到internalMsgQueue
8.handleMsg对收到的消息进行处理,进入到tryAddVote
9.tryAddVote判断vote正确,并且满足超过三分之二的情况,进入enterPrevoteWait
10.计时器超时,从enterPrevoteWait进入到enterPrecommit
11.通过enterPrevote对proposal进行再次签名,并发送到internalMsgQueue
12.handleMsg对收到的消息进行处理,进入到tryAddVote
13.tryAddVote判断vote正确,进入enterCommit,这里涉及情况比较多(在多个节点的条件下).
14.enterCommit落地区块,将区块发送给abci,收到返回后,此次共识结束.

由于只有单个节点,从某种角度上ticker并不会经常触发超时,并且不需要考虑收到某一个future round超过三分之二的选票.