共识代码结构介绍

在以太坊 geth 项目中共识类代码均组织在github.com/ethereum/go-ethereum/consensus包中。 这篇小文，给你介绍下代码结构，为后续讲解共识算法实现做准备。

下面是整个包内子包组织和文件定义。

consensus -> 共识算法包
├── clique -> PoA 算法
│   ├── api.go
│   ├── clique.go  -> 共识算法实现
│   ├── snapshot.go
│   └── snapshot_test.go
├── consensus.go -> 算法接口
├── errors.go -> 全局错误信息定义
├── ethash  ->  PoW 算法
│   ├── algorithm.go ->  ethash算法核心
│   ├── algorithm_test.go
│   ├── api.go
│   ├── consensus.go -> 共识算法实现
│   ├── consensus_test.go
│   ├── ethash.go  ->  ethash 算法入口
│   ├── ethash_test.go
│   ├── sealer.go  ->  挖矿入口
│   └── sealer_test.go
└── misc  -> 公共算法
    ├── dao.go ->  The dao 攻击，硬分叉处理
    └── forks.go

consensus 包下有两个共识算法包 ethash 和 clique，分别实现了定义在 consensus.go 文件中共识算法接口 Engin。

以太坊共识算法接口

接口方法分为两类：

  1. 区块校验：
    • VerifyHeader： 校验单个区块头
    • VerifyHeaders：批量校验多个区块头
    • VerifyUncles： 批量校验多个叔块
    • VerifySeal： 校验区块头是否符合共识算法要求
  2. 挖矿挖矿所用：
    • Prepare: 挖矿前准备信号，如设置区块难度。
    • Finalize: 新区块打包完成信号，如添加区块奖励。
    • Seal: 开始挖矿
    • SealHash： 用于挖矿计算时的数据哈希
    • CalcDifficulty： 计算挖矿难度
    • APIs： 共识算法可提供的对外API
    • Close： 通知共识关闭挖矿

根据接口定义，在共识算法包内部进行实现，当前以太坊中有两个算法：PoW版的Ethash和PoA版的clique。PoA相对简单些，而PoW则主要涉及难度调整，抗ASIC等。

区块校验和挖矿算法相对应，了解挖矿细节，则自然可以了解是如何进行区块校验的。 所以本章重点介绍共识算法细节，将忽略区块校验。