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交易数据结构源码分享

发布时间:2017-08-10编辑:adwind查看次数:

    交易的数据结构

    core/types/transaction.go中定义了交易的数据结构:

    type Transaction struct {    data txdata
        // caches
        hash atomic.Value
        size atomic.Value
        from atomic.Value}

    在这个结构体里面只有一个data字段,它是txdata类型的,其他的三个字段hash size from是缓存字段,txdata也是一个结构体,它里面定义了交易的具体的字段:

    type txdata struct {    AccountNonce    uint64
        Price, GasLimit *big.Int
        Recipient       *common.Address `rlp:"nil"` // nil means contract creation
        Amount          *big.Int
        Payload         []byte
        V               *big.Int // signature
        R, S            *big.Int // signature}

    各字段的含义如下:

    • AccountNonce:此交易的发送者已发送过的交易数

    • Price:此交易的gas price

    • GasLimit:本交易允许消耗的最大gas数量

    • Recipient:交易的接收者,是一个地址

    • Amount:交易转移的以太币数量,单位是wei

    • Payload:交易可以携带的数据,在不同类型的交易中有不同的含义

    • V R S:交易的签名数据

    注意:这里并没有一个字段来指明交易的发送者,因为交易的发送者地址可以从签名中得到。

    transaction.go中还定义了一个jsonTransaction结构体,这个结构体用于将交易进行json序列化和反序列化,具体的序列化和反序列化可以参照MarshalJSONUnmarshalJSON函数。以太坊节点会向外部提供JSON RPC服务,供外部调用,RPC服务通过json格式传输数据,节点收到json数据后,会转换成内部的数据结构来使用。jsonTransaction结构体使用go语言的struct tag特性指定了内部数据结构与json数据各字段的对应关系,例如内部的AccountNonce对应json的nonceAmount对应json的value。web3.js的eth.getTransaction()eth.sendTransaction()使用的数据就是json格式的,根据这个结构体就可以知道在web3.js中交易的各个字段与程序内部的各个字段的对应关系。

    type jsonTransaction struct {    Hash         *common.Hash    `json:"hash"`
        AccountNonce *hexutil.Uint64 `json:"nonce"`
        Price        *hexutil.Big    `json:"gasPrice"`
        GasLimit     *hexutil.Big    `json:"gas"`
        Recipient    *common.Address `json:"to"`
        Amount       *hexutil.Big    `json:"value"`
        Payload      *hexutil.Bytes  `json:"input"`
        V            *hexutil.Big    `json:"v"`
        R            *hexutil.Big    `json:"r"`
        S            *hexutil.Big    `json:"s"`}

    Payload这个字段在eth.sendTransaction()中对应的是data字段,在eth.getTransaction()中对应的是input字段。

    交易的Hash

    下面是计算交易Hash的函数,它是先从缓存tx.hash中取,如果取到,就直接返回,如果缓存中没有,就调用rlpHash计算hash,然后把hash值加入到缓存中。

    // Hash hashes the RLP encoding of tx.// It uniquely identifies the transaction.func (tx *Transaction) Hash() common.Hash {    if hash := tx.hash.Load(); hash != nil {        return hash.(common.Hash)
        }
        v := rlpHash(tx)
        tx.hash.Store(v)    return v
    }

    rlpHash的代码在core/types/block.go中:

    func rlpHash(x interface{}) (h common.Hash) {    hw := sha3.NewKeccak256()
        rlp.Encode(hw, x)
        hw.Sum(h[:0])    return h
    }

    rlpHash函数可以看出,计算hash的方法是先对交易进行RLP编码,然后计算RLP编码数据的hash,具体的hash算法是Keccak256

    那么到底是对交易中的哪些字段计算的hash呢?这就要看rlp.Encode对哪些字段进行了编码。rlp.Encode代码在rlp/encode.go中,不用看具体的实现,在注释中有这么一段:

    // If the type implements the Encoder interface, Encode calls// EncodeRLP. This is true even for nil pointers, please see the// documentation for Encoder.

    就是说如果一个类型实现了Encoder接口,那么Encode函数就会调用那个类型所实现的EncodeRLP函数。所以我们就要看Transaction这个结构体是否实现了EncodeRLP函数。回到core/types/transaction.go中,可以看到Transaction确实实现了EncodeRLP函数:

    // DecodeRLP implements rlp.Encoderfunc (tx *Transaction) EncodeRLP(w io.Writer) error {    return rlp.Encode(w, &tx.data)
    }

    从这可以看出交易的hash实际上是对tx.data进行hash计算得到的:txhash=Keccak256(rlpEncode(tx.data))

    交易的类型

    在源码中交易只有一种数据结构,如果非要给交易分个类的话,我认为交易可以分为三种:转账的交易、创建合约的交易、执行合约的交易。web3.js提供了发送交易的接口:

    web3.eth.sendTransaction(transactionObject [, callback])

    参数是一个对象,在发送交易的时候指定不同的字段,区块链节点就可以识别出对应类型的交易。

    转账的交易

    转账是最简单的一种交易,这里转账是指从一个账户向另一个账户发送以太币。发送转账交易的时候只需要指定交易的发送者、接收者、转币的数量。使用web3.js发送转账交易应该像这样:

    web3.eth.sendTransaction({    from: "0xb60e8dd61c5d32be8058bb8eb970870f07233155",
        to: "0xd46e8dd67c5d32be8058bb8eb970870f07244567",
        value: 10000000000000000});

    value是转移的以太币数量,单位是wei,对应的是源码中的Amount字段。to对应的是源码中的Recipient

    创建合约的交易

    创建合约指的是将合约部署到区块链上,这也是通过发送交易来实现。在创建合约的交易中,to字段要留空不填,在data字段中指定合约的二进制代码,from字段是交易的发送者也是合约的创建者。

    web3.eth.sendTransaction({    from: "contract creator's address",
        data: "contract binary code"});

    data字段对应的是源码中的Payload字段。

    执行合约的交易

    调用合约中的方法,需要将交易的to字段指定为要调用的合约的地址,通过data字段指定要调用的方法以及向该方法传递的参数。

    web3.eth.sendTransaction({    from: "sender's address",
        to: "contract address",
        data: "hash of the invoked method signature and encoded parameters"});

    data字段需要特殊的编码规则,具体细节可以参考Ethereum Contract ABI。自己拼接字段既不方便又容易出错,所以一般都使用封装好的SDK(比如web3.js)来调用合约。


关键字词:以太坊、交易、数据结构