同步¶
介绍¶
同步，是区块链节点利用节点组成的P2P网络，实现节点数据的可达与一致。
设计概要¶
同步模块是FISCO BCOS 2.0中负责同步功能的模块，主要的功能分为：
- 交易同步：让每笔交易尽可能的到达所有的节点。
- 状态同步：让节点感知到彼此的状态（当前块高，当前块哈希）。
- 区块同步：某个节点的块高落后于其它节点时，从其它节点下载区块。
详细设计¶
状态同步¶
功能
- 节点间相互告知对方，自己的当前块高等信息，为区块同步提供参考
方案
- 节点在启动时，其他节点会主动发送块过来
- 节点在出块时，会主动向其它所有节点广播块高。
- 间隔一段时间（目前是5s），彼此广播自己的块高。
区块同步¶
功能
- 在发现自己的块高落后于别人的块高时，主动向其它节点下载区块，直至所有区块下载完成。
方案
下载请求节点：
- 分散下载请求，随机选择一些节点请求
- 超时逻辑，超时后再进入下一次下载请求
- 设置区块下载优先队列，对收到的区块进行排序，再commit到区块链上
- 异步处理收到的区块，收到区块时，先放入buffer，同步模块主线程再取出来放到优先队列中
下载响应节点：
- 异步响应下载请求（请求队列）
- 回复区块时，将较小的区块组合在一起发送
组成员同步逻辑¶
同步以组为范围进行，同步只会在组内进行。
组的成员分为
- 组员：miner，observer
- 非组员：待加入组的节点（已启动了此组的线程，但未被加入到组中）
全局同步逻辑
- 组员拒绝一切非组员的同步消息
- 非组员接收一切同步消息
交易同步逻辑
- 交易只广播给miner
- 非组员不广播交易
状态同步逻辑
- 状态广播只在组员间进行
- 非组员不广播状态
区块同步限制
- 当新组员被加入组时，接受新组员的区块下载请求
- 区块同步时，不收交易，也不发交易
- 区块同步时，不参与共识
架构与模块¶
主要模块如下：
SyncMaster
同步模块主线程，负责同步模块中主动触发的逻辑，包括：广播交易，广播状态，处理下载下来的区块，区块响应下载请求。
SyncMsgEngine
响应其它节点发来发同步包，包括状态包，交易包，下载的区块包，区块请求包。
SyncMasterStatus
管理多个Peer的信息，其中包括多个Peer的SyncStatus。
SyncStatus
管理单个Peer的状态信息。
DownlodingBlockQueue
区块下载的缓冲队列，对下载下来的区块进行排序，等待SyncMaster写入区块链。响应下载的区块包和对下载的区块进行排序，是异步的。
同步场景举例¶
交易同步¶
一笔交易被广播到所有节点的过程：
- 一笔交易通过channel或RPC发送到某节点上
- 收到交易的节点全量广播此节点给其它节点
- 其它节点收到交易后，为了保险起见，选择25%的节点再广播一次
- 节点收到广播过的交易，不会再次广播
组内成员区块同步¶
组内成员在某时刻意外关闭，但其它成员在出块，当此组员再次启动时，发现区块落后于其它组员：
- 组员再次启动
- 收到其它组员发来的状态包
- 比较发现自己的最高块高落后于其它组员，启动下载流程
- 将相差的区块按区间划分成多个下载请求包，发送给多个组员，负载均衡
- 等待其它节点回复区块包
- 其它节点接受响应，从自己的区块链上查询出区块，回复给启动的节点
- 节点收到区块，放入下载队列
- 节点从下载队列中将区块拿出，写到区块链上
- 若下载未结束，则继续请求，若下载结束，则切换自身状态，开启交易同步，开启共识
新组员区块同步¶
非组员作为一个新组员加入到某个组中，且此节点第一次启动，从原来的组员中同步区块：
- 非组员未被注册到组中，但非组员先启动
- 此时发现自己不在组中，不进行状态广播，也不进行交易广播，只等待其它组员发来状态消息
- 此时组员中并没有此新组员，不会向新组员广播状态
- 管理员将新组员加入到组中
- 组员向新组员广播自身状态
- 新组员收到组员状态，比较自身快高（为0），启动下载流程
- 之后的下载流程，与组内成员区块同步流程相同