区块链教程源码分析core-stateprocess源码分析

兄弟连区块链教程以太坊源码分析core-state-process源码分析，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。

## StateTransition

状态转换模型

/*

The State Transitioning Model

状态转换模型

A state transition is a change made when a transaction is applied to the current world state

状态转换 是指用当前的world state来执行交易，并改变当前的world state

The state transitioning model does all all the necessary work to work out a valid new state root.

状态转换做了所有所需的工作来产生一个新的有效的state root

1) Nonce handling Nonce 处理

2) Pre pay gas 预先支付Gas

3) Create a new state object if the recipient is \0*32 如果接收人是空，那么创建一个新的state object

4) Value transfer 转账

== If contract creation ==

4a) Attempt to run transaction data 尝试运行输入的数据

4b) If valid, use result as code for the new state object 如果有效，那么用运行的结果作为新的state object的code

== end ==

5) Run Script section 运行脚本部分

6) Derive new state root 导出新的state root

*/

type StateTransition struct {

gp *GasPool //用来追踪区块内部的Gas的使用情况

msg Message // Message Call

gas uint64

gasPrice *big.Int // gas的价格

initialGas *big.Int // 最开始的gas

value *big.Int // 转账的值

data []byte // 输入数据

state vm.StateDB // StateDB

evm *vm.EVM // 虚拟机

}

// Message represents a message sent to a contract.

type Message interface {

From() common.Address

//FromFrontier() (common.Address, error)

To() *common.Address //

GasPrice() *big.Int // Message 的 GasPrice

Gas() *big.Int //message 的 GasLimit

Value() *big.Int

Nonce() uint64

CheckNonce() bool

Data() []byte

}

构造

// NewStateTransition initialises and returns a new state transition object.

func NewStateTransition(evm *vm.EVM, msg Message, gp *GasPool) *StateTransition {

return &StateTransition{

gp: gp,

evm: evm,

msg: msg,

gasPrice: msg.GasPrice(),

initialGas: new(big.Int),

value: msg.Value(),

data: msg.Data(),

state: evm.StateDB,

}

}

执行Message

// ApplyMessage computes the new state by applying the given message

// against the old state within the environment.

// ApplyMessage 通过应用给定的Message 和状态来生成新的状态

// ApplyMessage returns the bytes returned by any EVM execution (if it took place),

// the gas used (which includes gas refunds) and an error if it failed. An error always

// indicates a core error meaning that the message would always fail for that particular

// state and would never be accepted within a block.

// ApplyMessage返回由任何EVM执行（如果发生）返回的字节，

// 使用的Gas（包括Gas退款），如果失败则返回错误。 一个错误总是表示一个核心错误，

// 意味着这个消息对于这个特定的状态将总是失败，并且永远不会在一个块中被接受。

func ApplyMessage(evm *vm.EVM, msg Message, gp *GasPool) ([]byte, *big.Int, bool, error) {

st := NewStateTransition(evm, msg, gp)

ret, _, gasUsed, failed, err := st.TransitionDb()

return ret, gasUsed, failed, err

}

TransitionDb

// TransitionDb will transition the state by applying the current message and returning the result

// including the required gas for the operation as well as the used gas. It returns an error if it

// failed. An error indicates a consensus issue.

// TransitionDb

func (st *StateTransition) TransitionDb() (ret []byte, requiredGas, usedGas *big.Int, failed bool, err error) {

if err = st.preCheck(); err != nil {

return

}

msg := st.msg

sender := st.from() // err checked in preCheck

homestead := st.evm.ChainConfig().IsHomestead(st.evm.BlockNumber)

contractCreation := msg.To() == nil // 如果msg.To是nil 那么认为是一个合约创建

// Pay intrinsic gas

// TODO convert to uint64

// 计算最开始的Gas g0

intrinsicGas := IntrinsicGas(st.data, contractCreation, homestead)

if intrinsicGas.BitLen() > 64 {

return nil, nil, nil, false, vm.ErrOutOfGas

}

if err = st.useGas(intrinsicGas.Uint64()); err != nil {

return nil, nil, nil, false, err

}

var (

evm = st.evm

// vm errors do not effect consensus and are therefor

// not assigned to err, except for insufficient balance

// error.

vmerr error

)

if contractCreation { //如果是合约创建， 那么调用evm的Create方法

ret, _, st.gas, vmerr = evm.Create(sender, st.data, st.gas, st.value)

} else {

// Increment the nonce for the next transaction

// 如果是方法调用。那么首先设置sender的nonce。

st.state.SetNonce(sender.Address(), st.state.GetNonce(sender.Address())+1)

ret, st.gas, vmerr = evm.Call(sender, st.to().Address(), st.data, st.gas, st.value)

}

if vmerr != nil {

log.Debug("VM returned with error", "err", vmerr)

// The only possible consensus-error would be if there wasn't

// sufficient balance to make the transfer happen. The first

// balance transfer may never fail.

if vmerr == vm.ErrInsufficientBalance {

return nil, nil, nil, false, vmerr

}

}

requiredGas = new(big.Int).Set(st.gasUsed()) // 计算被使用的Gas数量

st.refundGas() //计算Gas的退费 会增加到 st.gas上面。 所以矿工拿到的是退税后的

st.state.AddBalance(st.evm.Coinbase, new(big.Int).Mul(st.gasUsed(), st.gasPrice)) // 给矿工增加收入。

// requiredGas和gasUsed的区别一个是没有退税的， 一个是退税了的。

// 看上面的调用 ApplyMessage直接丢弃了requiredGas, 说明返回的是退税了的。

return ret, requiredGas, st.gasUsed(), vmerr != nil, err

}

未完待续......