Fabric2.x中Raft共識算法核心數據結構
一、共識算法可插拔的代碼體現Chain接口
Hyperledger Fabric的共識算法是可插拔的,在代碼上體現為Chain接口,所有不同的共識算法均可根據Chain接口進行具體實現,目前fabric支持solo、kafka、raft、sbft等共識算法。Chain接口的代碼在fabric/orderer/consensus/consensus.go中
// Chain定義了為ordering注入messages的方式,這種設計允許如下兩種流程:
// 1.消息被排序為流,流被切割成塊,塊被提交(solo,kafka)
// 2.消息被切成塊,塊被排序,然后塊被提交(sbft)
type Chain interface {
// 排序函數,env是交易信息,configSeq是自增序號,每次有配置更新時都會+1,以確保交易是在最新的config下進行
Order(env *cb.Envelope, configSeq uint64) error
// 處理配置交易,提交后更新configSeq
Configure(config *cb.Envelope, configSeq uint64) error
// 超過max in-flight限制的消息會被阻塞,等待in-flight先執行完
WaitReady() error
// 當發生error時,會返回一個空channel
Errored() <-chan struct{}
// 分配與Chain保持最新數據的資源
Start()
// 刷新分配給Chain的資源
Halt()
}
二、Fabric的raft共識算法Chain結構體
Hyperledger Fabric對Raft算法的核心實現代碼都是放在fabric/orderer/consensus/etcdraft包下的,這里主要包含幾個核心的數據結構,即Chain結構體和node結構體。
Chain結構體實現了Chain接口,代碼位于orderer/consensus/etcdraft/chain.go,它里面主要定義了一些通道(channel)用于節點間的通信,以便根據通信消息做相應的操作。
// Chain implements consensus.Chain interface.
type Chain struct {
configurator Configurator
rpc RPC // 節點與外部節點進行通信的對象,RPC 是一個接口,包含兩個方法SendConsensus 和 SendSubmit。前面這種用于節點間 raft 信息的通訊,后者用于轉發交易請求給 leader 節點。
raftID uint64
channelID string
lastKnownLeader uint64
ActiveNodes atomic.Value
submitC chan *submit // 接收 Orderer 客戶端提交的共識請求消息的通道
applyC chan apply // 接收 raft 節點間應用消息的通道
observeC chan<- raft.SoftState
haltC chan struct{}
doneC chan struct{}
startC chan struct{}
snapC chan *raftpb.Snapshot //接收 raft 節點快照數據的通道
gcC chan *gc
…
Node *node // fabric封裝了底層 etcdraft 庫的節點實例
…
}
三、Fabric的raft共識算法node結構體
node結構體封裝了底層ercdraft庫的節點實例,代碼位于orderer/consensus/etcdraft/node.go,主要用于將Fabric自己實現的Raft上層應用和etcd的底層Raft實現連接起來,可以說node結構體是它們之間通信的橋梁,正是它的存在屏蔽了Raft實現的細節。
type node struct {
chainID string
logger *flogging.FabricLogger
metrics *Metrics
unreachableLock sync.RWMutex
unreachable map[uint64]struct{}
tracker *Tracker
storage *RaftStorage
config *raft.Config
rpc RPC
chain *Chain // fabric自己定義的Chain結構體,具體在orderer/consensus/etcdraft/chain.go中
tickInterval time.Duration
clock clock.Clock
metadata *etcdraft.BlockMetadata
subscriberC chan chan uint64
raft.Node // raft底層的Node接口
}
四、小結
Fabric的raft共識算法通過Chain結構體實現可插拔的共識算法Chain接口;又通過node結構體,實現對etcdraft底層算法實現細節的封裝。Chain結構體和node結構體是承上啟下的一層,fabirc的raft共識算法啟動、交易處理流程均圍繞上述兩個結構體進行。下一篇博客將圍繞fabric的raft共識算法啟動流程進行分析。