剥开比原看代码03:比原是如何监听p2p端口的
作者:freewind
比原项目仓库:
Github地址:https://github.com/Bytom/bytom
Gitee地址:https://gitee.com/BytomBlockchain/bytom
我们知道,在使用bytomd init --chain_id mainnet/testnet/solonet
初始化比原的时候,它会根据给定的chain_id
的不同,使用不同的端口(参看config/toml.go#L29):
mainnet
(连接到主网):46657
testnet
(连接到测试网):46656
solonet
(本地单独节点):46658
对于我来说,由于只需要对本地运行的一个比原节点进行分析,所以可以采用第3个chain_id
,即solonet
。这样它启动之后,不会与其它的节点主动连接,可以减少其它节点对于我们的干扰。
所以在启动的时候,我的命令是这样的:
- cd cmd/bytomd
- ./bytomd init --chain_id solonet
- ./bytomd node
它就会监听46658
端口,等待其它节点的连接。
连上看看
如果这时我们使用telnet
来连接其46658
端口,成功连接上之后,可以看到它会发给我们一些乱码,大概如下:
- $ telnet localhost 46658
- Trying 127.0.0.1...
- Connected to localhost.
- Escape character is '^]'.
- ט�S��%�z?��_�端��݂���U[e
我们也许会好奇,它发给我们的到底是什么?
但是这个问题留待下次回答,因为首先,比原节点必须能够监听这个端口,我们才能连上。所以这次我们的问题是:
比原在代码中是如何监听这个端口的?
端口已经写在config.toml
中
在前面,当我们使用./bytomd init --chain_id solonet
初始化比原以后,比原会在本地的数据目录中生成一个config.toml
的配置文件,内容大约如下:
- # This is a TOML config file.
- # For more information, see https://github.com/toml-lang/toml
- fast_sync = true
- db_backend = "leveldb"
- api_addr = "0.0.0.0:9888"
- chain_id = "solonet"
- [p2p]
- laddr = "tcp://0.0.0.0:46658"
- seeds = ""
其中[p2p]
下面的laddr
,就是该节点监听的地址和端口。
对于laddr = "tcp://0.0.0.0:46658"
,它是意思是:
- 使用的是
tcp
协议 - 监听的ip是
0.0.0.0
,是指监听本机所有ip地址。这样该节点既允许本地访问,也允许外部主机访问。如果你只想让它监听某一个ip,手动修改该配置文件即可 46658
,就是我们在这个问题中关注的端口了,它与该节点与其它节点交互数据使用的端口
比原在监听这个端口的时候,并不是如我最开始预期的直接调用net.Listen
监听它。实际的过程要比这个复杂,因为比原设计了一个叫Switch
的对象,用来统一管理与外界相关的事件,包括监听、连接、发送消息等。而Switch
这个对象,又是在SyncManager
中创建的。
启动直到进入Switch
所以我们首先需要知道,比原在源代码中是如何启动,并且一步步走进了Switch
的世界。
首先还是当我们bytomd node
启动比原时,对应的入口函数如下:
- func main() {
- cmd := cli.PrepareBaseCmd(commands.RootCmd, "TM", os.ExpandEnv(config.DefaultDataDir()))
- cmd.Execute()
- }
它又会根据传入的node
参数,运行下面的函数:
cmd/bytomd/commands/run_node.go#L41
- func runNode(cmd *cobra.Command, args []string) error {
- // Create & start node
- n := node.NewNode(config)
- // ...
- }
我们需要关注的是node.NewNode(config)
函数,因为是在它里面创建了SyncManager
:
- func NewNode(config *cfg.Config) *Node {
- // ...
- syncManager, _ := netsync.NewSyncManager(config, chain, txPool, newBlockCh)
- // ...
- }
在创建SyncManager
的时候,又创建了Switch
:
- func NewSyncManager(config *cfg.Config, chain *core.Chain, txPool *core.TxPool, newBlockCh chan *bc.Hash) (*SyncManager, error) {
- // ...
- manager.sw = p2p.NewSwitch(config.P2P, trustHistoryDB)
- // ...
- protocolReactor := NewProtocolReactor(chain, txPool, manager.sw, manager.blockKeeper, manager.fetcher, manager.peers, manager.newPeerCh, manager.txSyncCh, manager.dropPeerCh)
- manager.sw.AddReactor("PROTOCOL", protocolReactor)
- // Create & add listener
- p, address := protocolAndAddress(manager.config.P2P.ListenAddress)
- l := p2p.NewDefaultListener(p, address, manager.config.P2P.SkipUPNP, nil)
- manager.sw.AddListener(l)
- // ...
- }
这里需要注意一下,上面创建的protocolReactor
对象,是用来处理当有节点连接上端口后,双方如何交互的事情。跟这次问题“监听端口”没有直接关系,但是这里也可以注意一下。
然后又创建了一个DefaultListener
对象,而监听端口的动作,就是在它里面发生的。Listener创建之后,将会添加到manager.sw
(即Switch
)中,用于在那边进行外界数据与事件的交互。
监听端口
NewDefaultListener
中做的事情比较多,所以我们把它分成几块说:
- func NewDefaultListener(protocol string, lAddr string, skipUPNP bool, logger tlog.Logger) Listener {
- // Local listen IP & port
- lAddrIP, lAddrPort := splitHostPort(lAddr)
- // Create listener
- var listener net.Listener
- var err error
- for i := 0; i < tryListenSeconds; i++ {
- listener, err = net.Listen(protocol, lAddr)
- if err == nil {
- break
- } else if i < tryListenSeconds-1 {
- time.Sleep(time.Second * 1)
- }
- }
- if err != nil {
- cmn.PanicCrisis(err)
- }
- // ...
上面这部分就是真正监听的代码了。通过Go语言提供的net.Listen
函数,监听了指定的地址。另外,在监听的时候,进行了多次尝试,因为当一个刚刚被使用的端口被放开后,还需要一小段时间才能真正释放,所以这里需要多尝试几次。
其中tryListenSeconds
是一个常量,值为5
,也就是说,大约会尝试5秒钟,要是都绑定不上,才会真正失败,抛出错误。
后面省略了一些代码,主要是用来获取当前监听的实际ip以及外网ip,并记录在日志中。本想在这里简单讲讲,但是发现还有点麻烦,所以打算放在后面专开一个问题。
其实本次问题到这里就已经结束了,因为已经完成了“监听”。但是后面还有一些初始化操作,是为了让比原可以跟连接上该端口的节点进行交互,也值得在这里讲讲。
接着刚才的方法,最后的部分是:
- dl := &DefaultListener{
- listener: listener,
- intAddr: intAddr,
- extAddr: extAddr,
- connections: make(chan net.Conn, numBufferedConnections),
- }
- dl.BaseService = *cmn.NewBaseService(logger, "DefaultListener", dl)
- dl.Start() // Started upon construction
- return dl
- }
需要注意的是connections
,它是一个带有缓冲的channel(numBufferedConnections
值为10
),用来存放连接上该端口的连接对象。这些操作将在后面的dl.Start()
中执行。
dl.Start()
将调用DefaultListener
对应的OnStart
方法,如下:
- func (l *DefaultListener) OnStart() error {
- l.BaseService.OnStart()
- go l.listenRoutine()
- return nil
- }
其中的l.listenRoutine
,就是执行前面所说的向connections
channel里放入连接的函数:
- func (l *DefaultListener) listenRoutine() {
- for {
- conn, err := l.listener.Accept()
- // ...
- l.connections <- conn
- }
- // Cleanup
- close(l.connections)
- // ...
- }
而Switch
在SyncManager
启动的时候会被启动,在它的OnStart
方法中,会拿到所有Listener(即监听端口的对象)中connections
channel中的连接,与它们交互。
https://github.com/freewind/bytom-v1.0.1/blob/master/p2p/switch.go#L498
- func (sw *Switch) listenerRoutine(l Listener) {
- for {
- inConn, ok := <-l.Connections()
- if !ok {
- break
- }
- // ...
- err := sw.addPeerWithConnectionAndConfig(inConn, sw.peerConfig)
- // ...
- }
其中sw.addPeerWithConnectionAndConfig
就是与对应节点进行交互的逻辑所在,但是这已经超出了本次问题的范畴,下次再讲。
到此为止,本次的问题,应该已经讲清楚了。
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