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如何接入比特币网络及其原理解析——从零开始学习区块链技术（二）

token.im 2023-11-24 05:10:59

1、如何连接比特币网络？

实际上，连接比特币网络非常简单。我说你千万不要相信，启动比特币客户端吧：

在命令行终端输入启动命令：./src/bitcoind -testnet

输入后会有一个与网络同步数据的过程，你会看到：

数据同步

这个过程需要一段时间。数据同步完成后，连接到比特币网络。

2、启动过程鸟瞰

虽然单条命令就可以搞定，但代码操作背后的逻辑并不简单~

来，我给你分析一下

当你在命令行终端输入启动命令：./src/bitcoind -testnet，操作系统会在这个文件中找到main函数并启动比特币客户端。 .

对于所有 C++ 代码，整个程序都是从主函数执行的。 bitcoind的main函数位于src/bitcoind.cpp，main函数在代码末尾。

比特币技术原理

main函数本身并没有很多东西，主要是调用3个函数来执行，它们的主要作用是设置环境变量，设置信号处理和启动系统。

具体代码如下：

int main(int argc, char* argv[])
{
    SetupEnvironment();
    // Connect bitcoind signal handlers
    noui_connect();
    return (AppInit(argc, argv) ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE);
}

这段代码简述如下：

SetupEnvironment 函数，主要用于设置系统环境变量，包括：malloc 内存分配行为、Locale、文件路径的locale 设置等。 noui_connect 函数，设置连接到 bitcoind 的信号的处理。 AppInit 函数来启动系统。

让我们关注AppInit函数的执行

调用 SetupServerArgs 函数来设置系统可接受的所有命令行参数。然后开始解析命令行传递的各种参数。

系统执行中的一个重要步骤是设置可以接收的参数，并解析用户在启动时传递的各种参数。 SetupServerArgs 函数就是为了完成这个目的。我们来看看这个函数的执行流程。

如果是测试网络，则生成一个 CTestNetParams 对象进行初始化。（用于开发完成后的测试。）

如果是回归测试网络，会生成一个CRegTestParams对象进行初始化。（用于开发期间的连接使用。）

比特币技术原理

对于这两个测试网络，处理与主网络基本相同，只是一些参数不同。

上面提到的三个对象CMainParams CTestNetParams CRegTestParams的定义都在chainparams.cpp文件中。有兴趣的同学可以进一步探索源码。

接下来比特币技术原理，设置系统可以接收的所有参数。

部分参数解释如下：

以上是一些常用的参数，会影响Bitcoin Core的命令。应用程序开发人员更关心 RPC 相关的设置。通过 RPC 接口，我们调用 Bitcoin Core 提供的各种服务。这些命令通常在配置文件中设置，不需要在命令行中指定。

接下来，检查用户指定的命令参数是否正确。

 if (!gArgs.ParseParameters(argc, argv, error)) {
     fprintf(stderr, "Error parsing command line arguments: %s\n", error.c_str());
     return false;
 }

如果传递了帮助和版本参数，则显示帮助或版本信息并退出。

检查数据目录（可选或默认）是否存在。如果不是，则打印错误消息并退出。

 if (!fs::is_directory(GetDataDir(false)))
 {
     fprintf(stderr, "Error: Specified data directory \"%s\" does not exist.\n", gArgs.GetArg("-datadir", "").c_str());
     return false;
 }

比特币技术原理

GetDataDir方法中，根据用户是否在命令行中提供datadir参数来确定默认数据目录还是用户指定数据目录。

读取并解析配置文件，检查指定的数据目录是否存在。如果任何步骤失败，打印错误消息并退出。

 if (!gArgs.ReadConfigFiles(error, true)) {
     fprintf(stderr, "Error reading configuration file: %s\n", error.c_str());
     return false;
 }

ReadConfigFiles方法的具体处理如下：

调用SelectParams(gArgs.GetChainName())函数生成一个全局区块链参数，并设置系统的网络类型。如果有错误，打印错误，然后退出。

gArgs.GetChainName() 方法返回当前使用的网络。对于主网络，返回字符串 main；对于测试网络，返回字符串 test；对于回归测试网络，返回字符串 regtest。

SelectParams 方法的实现如下：

void SelectParams(const std::string& network)
{
   SelectBaseParams(network);
   globalChainParams = CreateChainParams(network);
}

SelectBaseParams 方法会根据指定的网络参数生成一个CBaseChainParams 对象并保存在globalChainBaseParams 变量中，并将网络类型（m_network 属性）存储在指定的gArgs 对象中。 CBaseChainParams 对象只保存了系统的数据目录和运行的端口，所以称为区块链基础参数对象。

CreateChainParams方法会根据不同的网络参数生成CChainParams类的子对象，可能是以下三种：CMainParams、CTestNetParams、CRegTestParams。 CChainParams 对象包含了区块链对象的所有重要信息，例如：共识规则、部署状态、检查点、创世块等。

比特币技术原理

检查所有命令行参数，如果有错误则打印错误，然后退出。

默认设置参数-server为true。

bitcoind 守护进程默认 server 为 true。

调用InitLogging函数初始化系统使用的日志，打印系统的版本信息。

具体代码如下比特币技术原理，根据是否指定debuglogfile、printtoconsole等来判断日志是打印到文件还是控制台。

void InitLogging()
{
   g_logger->m_print_to_file = !gArgs.IsArgNegated("-debuglogfile");
   g_logger->m_file_path = AbsPathForConfigVal(gArgs.GetArg("-debuglogfile", DEFAULT_DEBUGLOGFILE));
   LogPrintf("\n\n\n\n\n");
   g_logger->m_print_to_console = gArgs.GetBoolArg("-printtoconsole", !gArgs.GetBoolArg("-daemon", false));
   g_logger->m_log_timestamps = gArgs.GetBoolArg("-logtimestamps", DEFAULT_LOGTIMESTAMPS);
   g_logger->m_log_time_micros = gArgs.GetBoolArg("-logtimemicros", DEFAULT_LOGTIMEMICROS);
   fLogIPs = gArgs.GetBoolArg("-logips", DEFAULT_LOGIPS);
   std::string version_string = FormatFullVersion();
   LogPrintf(PACKAGE_NAME " version %s\n", version_string);
}