eos原始碼賞析（二十）：EOS智慧合約之push_transaction的天龍八“步”
很久沒談《天龍八部》了。
eosio整個系統中，transaction佔據著十分重要的位置。我們在區塊鏈上的任何有效操作，都代表著有transaction被執行了。在執行的過程中，push_transaction是不可以被忽略的。例如我們建立賬戶的時候，會通過push_transaction寫到區塊資訊中，我們進行轉賬也會push_transaction寫到區塊資訊中，今天我們來看看push_transaction作為區塊資訊寫入的入口，背後做了哪些操作，交易資訊是如何寫入到區塊中的。
本文主要包含以下內容：
- push_transaction的天龍八步
- transaction資訊寫入區塊的過程
1、push_transaction的天龍八步
我們平時在程式碼除錯或者閱讀的過程中，總免不了使用cleos命令列，比如我們建立賬戶就需要使用：
cleos system newaccount eosio yourname pubkey pubkey --stake-net "10.0000 EOS" --stake-cpu "10.0000 EOS" --buy-ram-bytes 1000
那麼我們在這個命令輸入之後都進行了哪些操作呢？在建立新使用者的過程中,我們給新使用者抵押了資源,購買了記憶體,在cleos的main.cpp中,我們以幫助新使用者購買RAM為例,可以看到該命令呼叫了系統合約中的buyram方法，那麼我們如何來一步步找到buyram這個action執行的地方呢，我們可以分為八步來看：
1//第一步：設定cleos命令列中傳入的引數 2add_standard_transaction_options(createAccount); 3//第二步：根據公鑰、私鑰等建立賬戶 4auto create = create_newaccount(creator, account_name, owner_key, active_key); 5//第三步：建立購買ram等其他操作的action，在這裡我們可以看到呼叫了系統合約中的buyram方法 6create_action(tx_permission.empty() ? vector<chain::permission_level>{{creator,config::active_name}} : get_account_permissions(tx_permission), 7 config::system_account_name, N(buyram), act_payload); 8} 9//第四步：send_action 10send_actions( { create, buyram, delegate } 11//第五步：push_action 12auto result = push_actions( move(actions), extra_kcpu, compression); 13//第六步：將action寫到transaction中並push_transaction 14fc::variant push_actions(std::vector<chain::action>&& actions, int32_t extra_kcpu, packed_transaction::compression_type compression = packed_transaction::none ) { 15 signed_transaction trx; 16 trx.actions = std::forward<decltype(actions)>(actions); 17 18 return push_transaction(trx, extra_kcpu, compression); 19} 20//第七步：通過回撥，呼叫chain_plugin中的push_transaction 21call(push_txn_func, packed_transaction(trx, compression)); 22//第八步：chain_plugin將transaction資訊非同步寫入到區塊中 23void read_write::push_transaction(const read_write::push_transaction_params& params, next_function<read_write::push_transaction_results> next) 24{ 25 //處理 26}
建立賬戶的時候是如此，其他的鏈上操作也基本類似，感興趣的可以去一一檢視，接下來我們要看看天龍八步中的第八步，交易資訊是如何寫入區塊中的。
2、push_transaction背後的操作
我們通過以前的文章可以瞭解到，區塊的生成是以producer_plugin為入口，而後在chain的controller中實際完成的，那麼上面天龍八步中的第八步是如何將交易transaction資訊非同步傳送至producer_plugin中的呢。我們在來看chain_plugin中的transaction，可以看到其中使用了incoming::methods::transaction_async非同步呼叫的方式，一步步的走下去：
1app().get_method<incoming::methods::transaction_async>()(pretty_input, true, [this, next](const fc::static_variant<fc::exception_ptr, transaction_trace_ptr>& result)
2//transaction_async的定義
3using transaction_async = method_decl<chain_plugin_interface, void(const packed_transaction_ptr&, bool, next_function<transaction_trace_ptr>), first_provider_policy>;
可以看到這其實是一個外掛的介面，具體可以參看method_decl，我們回頭看transaction_async，通過get_method的方式將transaction資訊非同步傳送至producer_plugin，那麼get_method又是什麼呢：
1 /**
2 * 獲取對傳入型別宣告的方法的引用，第一次使用的時候將會重構這個方法，該方法也會繫結兩個外掛
3 */
4 template<typename MethodDecl>
5 auto get_method() -> std::enable_if_t<is_method_decl<MethodDecl>::value, typename MethodDecl::method_type&>
6 {
7 using method_type = typename MethodDecl::method_type;
8 auto key = std::type_index(typeid(MethodDecl));
9 auto itr = methods.find(key);
10 if(itr != methods.end()) {
11 return *method_type::get_method(itr->second);
12 } else {
13 methods.emplace(std::make_pair(key, method_type::make_unique()));
14 return *method_type::get_method(methods.at(key));
15 }
16 }
讀到這裡我們大概都會猜想的到，既然是兩個外掛之間的通訊，想必producer_plugin中也有transaction_async相關的使用，果不其然，在producer_plugin我們可以找得到transaction_async及其使用的地方：
1//接收來自chain_plugin中的transaction的控制代碼
2incoming::methods::transaction_async::method_type::handle _incoming_transaction_async_provider;
3//在producer_plugin外掛初始化的時候就綁定了_incoming_transaction_async_provider和方法，類似於回撥的方式，當有get_method執行的時候，on_incoming_transaction_async也將會執行
4 my->_incoming_transaction_async_provider = app().get_method<incoming::methods::transaction_async>().register_provider([this](const packed_transaction_ptr& trx, bool persist_until_expired, next_function<transaction_trace_ptr> next) -> void {
5 return my->on_incoming_transaction_async(trx, persist_until_expired, next );
6 });
在以前的文章中提到，節點生產區塊實在start_block中執行的，我們不再贅述，下面完整的（默克爾樹太長，忽略）列印其中一個區塊的資訊，新入門eos開發的讀者朋友們也可以參考下一個區塊中到底包含有哪些資訊：
1{
2 "id": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
3 "block_num": 58447,
4 "header": {
5 "timestamp": "2018-09-15T07:28:49.500",
6 "producer": "eosio",
7 "confirmed": 0,
8 "previous": "0000e44e252e319484583568da419e4179a9d956198e933927f4b7806bb8a373",
9 "transaction_mroot": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
10 "action_mroot": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
11 "schedule_version": 0,
12 "header_extensions": [],
13 "producer_signature": "SIG_K1_111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111116uk5ne"
14 },
15 "dpos_proposed_irreversible_blocknum": 58447,
16 "dpos_irreversible_blocknum": 58446,
17 "bft_irreversible_blocknum": 0,
18 "pending_schedule_lib_num": 0,
19 "pending_schedule_hash": "828135c21a947b15cdbf4941ba09e1c9e0a80e88a157b0989e9b476b71a21c6b",
20 "pending_schedule": {
21 "version": 0,
22 "producers": []
23 },
24 "active_schedule": {
25 "version": 0,
26 "producers": [{
27 "producer_name": "eosio",
28 "block_signing_key": "EOS6MRyAjQq8ud7hVNYcfnVPJqcVpscN5So8BhtHuGYqET5GDW5CV"
29 }]
30 },
31 "blockroot_merkle": {
//默克爾樹省略
32 },
33 "producer_to_last_produced": [["eosio",
34 58447]],
35 "producer_to_last_implied_irb": [["eosio",
36 58446]],
37 "block_signing_key": "EOS6MRyAjQq8ud7hVNYcfnVPJqcVpscN5So8BhtHuGYqET5GDW5CV",
38 "confirm_count": [],
39 "confirmations": [],
40 "block": {
41 "timestamp": "2018-09-15T07:28:49.500",
42 "producer": "eosio",
43 "confirmed": 1,
44 "previous": "0000e44e252e319484583568da419e4179a9d956198e933927f4b7806bb8a373",
45 "transaction_mroot": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
46 "action_mroot": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
47 "schedule_version": 0,
48 "header_extensions": [],
49 "producer_signature": "SIG_K1_111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111116uk5ne",
50 "transactions": [],
51 "block_extensions": []
52 },
53 "validated": false,
54 "in_current_chain": true
55}
在我們的chain_plugin執行完push_transaction之後，controller.cpp中也對應著push_transaction,當沒有transaction資訊到來的時候，下面的內容不會執行，而當有交易資訊的時候，則將會交易資訊寫入到pending中（注意，我這裡加了部分日誌列印來確認）：
1 if (!trx->implicit) {
2 transaction_receipt::status_enum s = (trx_context.delay == fc::seconds(0))
3 ? transaction_receipt::executed
4 : transaction_receipt::delayed;
5 trace->receipt = push_receipt(trx->packed_trx, s, trx_context.billed_cpu_time_us, trace->net_usage);
6 pending->_pending_block_state->trxs.emplace_back(trx);
7 strPending = fc::json::to_string(*pending->_pending_block_state);
8 dlog("contorller push_transaction pending state step3:${state}", ("state", strPending));
9 }
在這些執行完成之後，我們可以看到pending的列印中將會多出transaction的相關資訊，如下：
1"transactions": [{
2 "status": "executed",
3 "cpu_usage_us": 953,
4 "net_usage_words": 25,
5 "trx": [1,
6 {
7 "signatures": ["SIG_K1_KVpVk3PeWTXqGmExT6Lf7TbbgmJsPXcmmF63UZrTjFxf9Q8mqnKtLrU2CcBeZH3KU6qps7g73HxPDrAsUHZcic9NUp7E6f"],
8 "compression": "none",
9 "packed_context_free_data": "",
10 "packed_trx": "cfb49c5b4de4d5cd608f00000000010000000000ea305500409e9a2264b89a010000000000ea305500000000a8ed3232660000000000ea305500000819ab9cb1ca01000000010003e2f5c375717113f8cde854b8fabf0f8db01c02b9e197e13b8cf83100728f0b390100000001000000010003e2f5c375717113f8cde854b8fabf0f8db01c02b9e197e13b8cf83100728f0b390100000000"
11 }]
本文主要結合日誌列印來分析交易資訊是如何通過push_action寫入到區塊中的，以命令列建立使用者為例，拆分為八步來討論兩個外掛之間的非同步互動，chain_plugin中的資訊是如何傳送至producer_plugin中的。
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