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兄弟连区块链入门教程
 兄弟连区块链入门教程
发布于 10/22 15:11
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## StateTransition
状态转换模型

    /*
    The State Transitioning Model
    状态转换模型
    A state transition is a change made when a transaction is applied to the current world state
    状态转换 是指用当前的world state来执行交易,并改变当前的world state
    The state transitioning model does all all the necessary work to work out a valid new state root.
    状态转换做了所有所需的工作来产生一个新的有效的state root
    1) Nonce handling Nonce 处理
    2) Pre pay gas 预先支付Gas
    3) Create a new state object if the recipient is \0*32 如果接收人是空,那么创建一个新的state object
    4) Value transfer 转账
    == If contract creation ==
     4a) Attempt to run transaction data 尝试运行输入的数据
     4b) If valid, use result as code for the new state object 如果有效,那么用运行的结果作为新的state object的code
    == end ==
    5) Run Script section 运行脚本部分
    6) Derive new state root 导出新的state root
    */
    type StateTransition struct {
        gp *GasPool //用来追踪区块内部的Gas的使用情况
        msg Message      // Message Call
        gas uint64
        gasPrice *big.Int     // gas的价格
        initialGas *big.Int     // 最开始的gas
        value *big.Int     // 转账的值
        data []byte       // 输入数据
        state vm.StateDB   // StateDB
        evm *vm.EVM      // 虚拟机
    }
    
    // Message represents a message sent to a contract.
    type Message interface {
        From() common.Address
        //FromFrontier() (common.Address, error)
        To() *common.Address    //
    
        GasPrice() *big.Int // Message 的 GasPrice
        Gas() *big.Int      //message 的 GasLimit
        Value() *big.Int
    
        Nonce() uint64
        CheckNonce() bool
        Data() []byte
    }


构造
    
    // NewStateTransition initialises and returns a new state transition object.
    func NewStateTransition(evm *vm.EVM, msg Message, gp *GasPool) *StateTransition {
        return &StateTransition{
            gp: gp,
            evm: evm,
            msg: msg,
            gasPrice: msg.GasPrice(),
            initialGas: new(big.Int),
            value: msg.Value(),
            data: msg.Data(),
            state: evm.StateDB,
        }
    }


执行Message
    
    // ApplyMessage computes the new state by applying the given message
    // against the old state within the environment.
    // ApplyMessage 通过应用给定的Message 和状态来生成新的状态
    // ApplyMessage returns the bytes returned by any EVM execution (if it took place),
    // the gas used (which includes gas refunds) and an error if it failed. An error always
    // indicates a core error meaning that the message would always fail for that particular
    // state and would never be accepted within a block.
    // ApplyMessage返回由任何EVM执行(如果发生)返回的字节,
    // 使用的Gas(包括Gas退款),如果失败则返回错误。 一个错误总是表示一个核心错误,
    // 意味着这个消息对于这个特定的状态将总是失败,并且永远不会在一个块中被接受。
    func ApplyMessage(evm *vm.EVM, msg Message, gp *GasPool) ([]byte, *big.Int, bool, error) {
        st := NewStateTransition(evm, msg, gp)
    
        ret, _, gasUsed, failed, err := st.TransitionDb()
        return ret, gasUsed, failed, err
    }

TransitionDb
    
    // TransitionDb will transition the state by applying the current message and returning the result
    // including the required gas for the operation as well as the used gas. It returns an error if it
    // failed. An error indicates a consensus issue.
    // TransitionDb
    func (st *StateTransition) TransitionDb() (ret []byte, requiredGas, usedGas *big.Int, failed bool, err error) {
        if err = st.preCheck(); err != nil {
            return
        }
        msg := st.msg
        sender := st.from() // err checked in preCheck
    
        homestead := st.evm.ChainConfig().IsHomestead(st.evm.BlockNumber)
        contractCreation := msg.To() == nil // 如果msg.To是nil 那么认为是一个合约创建
    
        // Pay intrinsic gas
        // TODO convert to uint64
        // 计算最开始的Gas g0
        intrinsicGas := IntrinsicGas(st.data, contractCreation, homestead)
        if intrinsicGas.BitLen() > 64 {
            return nil, nil, nil, false, vm.ErrOutOfGas
        }
        if err = st.useGas(intrinsicGas.Uint64()); err != nil {
            return nil, nil, nil, false, err
        }
    
        var (
            evm = st.evm
            // vm errors do not effect consensus and are therefor
            // not assigned to err, except for insufficient balance
            // error.
            vmerr error
        )
        if contractCreation { //如果是合约创建, 那么调用evm的Create方法
            ret, _, st.gas, vmerr = evm.Create(sender, st.data, st.gas, st.value)
        } else {
            // Increment the nonce for the next transaction
            // 如果是方法调用。那么首先设置sender的nonce。
            st.state.SetNonce(sender.Address(), st.state.GetNonce(sender.Address())+1)
            ret, st.gas, vmerr = evm.Call(sender, st.to().Address(), st.data, st.gas, st.value)
        }
        if vmerr != nil {
            log.Debug("VM returned with error", "err", vmerr)
            // The only possible consensus-error would be if there wasn't
            // sufficient balance to make the transfer happen. The first
            // balance transfer may never fail.
            if vmerr == vm.ErrInsufficientBalance {
                return nil, nil, nil, false, vmerr
            }
        }
        requiredGas = new(big.Int).Set(st.gasUsed()) // 计算被使用的Gas数量
    
        st.refundGas() //计算Gas的退费 会增加到 st.gas上面。 所以矿工拿到的是退税后的
        st.state.AddBalance(st.evm.Coinbase, new(big.Int).Mul(st.gasUsed(), st.gasPrice)) // 给矿工增加收入。
        // requiredGas和gasUsed的区别一个是没有退税的, 一个是退税了的。
        // 看上面的调用 ApplyMessage直接丢弃了requiredGas, 说明返回的是退税了的。
        return ret, requiredGas, st.gasUsed(), vmerr != nil, err
    }

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