死磕hyperledger fabric源码|Order节点启动

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死磕hyperledger fabric源码|Order节点启动

文章及代码：https://github.com/blockchainGuide/

分支：v1.1.0

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Orderer节点启动流程

节点启动开始在/orderer/common/server/main.go:

func Main() {
    fullCmd := kingpin.MustParse(app.Parse(os.Args[1:]))  // 解析用户命令行
    ...
    conf, err := config.Load() //  加载orderer.yaml配置文件
    ...
    initializeLoggingLevel(conf) //初始化日志级别
    initializeLocalMsp(conf) //初始化本地MSP组件

    prettyPrintStruct(conf) // 打印配置信息
    Start(fullCmd, conf) // 启动Orderer排序服务器
}

主要做了以下几件事：

解析用户命令行
加载orderer.yaml配置文件
初始化日志级别
初始化本地MSP组件
打印配置信息
启动Orderer排序服务器

接下来将会展开的去讲上面比较重要的一些内容。

加载orderer.yaml配置文件

是由config.Load()开启的，进入到/orderer/common/localconfig/config.go/Load()

①：初始化viper

调用InitViper()函数设置配置文件路径，并默认在$FABRIC_CFG_PATH（如/etc/hyperledger/fabric）路径下查找配置文件，找不到文件时再依次查找当前目录、默认开发配置目录（$GOPATH/src/github.com/hyperledger/fabric/sampleconfig）和系统默认配置路径（/etc/hyperledger/fabric）。接着开启匹配系统环境变量的模式，即为Viper组件配置项（以.分割的格式）添加指定前缀“ORDERER_”，转换为大写字母形式，再将“.”替换为_。这样，Viper组件就能在查找配置项时，与以“ORDERER_”前缀开头的环境变量进行匹配，获取其在环境变量中的配置值。

config := viper.New()
    cf.InitViper(config, configName)
    config.SetEnvPrefix(Prefix)
    config.AutomaticEnv()
    replacer := strings.NewReplacer(".", "_")
    config.SetEnvKeyReplacer(replacer)

②：加载Orderer.yaml配置文件

err := config.ReadInConfig()

③：解析配置文件成Orderer配置对象

var uconf TopLevel
err = viperutil.EnhancedExactUnmarshal(config, &uconf)

此配置对象为TopLevel型，结构体如下：

type TopLevel struct {
    General    General    //通用配置对象
    FileLedger FileLedger //文本账本配置对象
    RAMLedger  RAMLedger  //RAM账本配置对象
    Kafka      Kafka      // Kafka共识组件配置对象
    Debug      Debug      // 调试信息配置对象
}

④：检查Orderer配置对象conf配置项并设置默认值

uconf.completeInitialization(filepath.Dir(config.ConfigFileUsed()))

初始化日志与本地MSP组件

①：初始化日志

initializeLoggingLevel设置Orderer节点上的日志后端输出流、输出格式与默认日志级别（INFO级别）。

func initializeLoggingLevel(conf *config.TopLevel) {
    flogging.InitBackend(flogging.SetFormat(conf.General.LogFormat), os.Stderr)
    flogging.InitFromSpec(conf.General.LogLevel)
}

②：初始化本地MSP组件

首先加载本地的MSP组件，根据MSP配置文件路径、BCCSP密码服务组件配置、MSP名称初始化本地MSP组件。

func initializeLocalMsp(conf *config.TopLevel) {
    err := mspmgmt.LoadLocalMsp(conf.General.LocalMSPDir, conf.General.BCCSP, conf.General.LocalMSPID)
    ...
}

本地MSP组件默认使用bccspmsp类型对象。该类型的MSP组件是基于BCCSP组件提供密码套件服务的，封装了MSP组件（通常对应于一个组织）信任的相关证书列表（包含根CA证书、中间CA证书等）、MSP名称、签名者身份实体与管理员身份实体列表等。MSP组件的关键内容后面会有专门去讲解。

启动Orderer排序节点

启动函数在/orderer/common/server/main.go/Start()函数中，接下来一步步的解析：

①：创建本地MSP签名者实体 signer

signer := localmsp.NewSigner()

②：初始化TLS认证的安全服务器配置项和gRPC服务器

本地gRPC服务器grpcServer默认端口为7050

serverConfig := initializeServerConfig(conf)       
grpcServer := initializeGrpcServer(conf, serverConfig)

③：设置TLS连接认证的回调函数

tlsCallback := func(bundle *channelconfig.Bundle) {
        if grpcServer.MutualTLSRequired() { // 检测是否需要认证TLS客户端证书
            logger.Debug("Executing callback to update root CAs")
            updateTrustedRoots(grpcServer, caSupport, bundle) //执行回调函数更新根CA证书
        }
    }

④：创建多通道注册管理器

多通道注册管理器Registrar对象，用于注册Orderer节点上的所有通道（包括系统通道和应用通道），负责维护通道配置、账本等重要资源。

多通道注册管理器Registrar对象相当于Orderer节点上的“资源管理器”，为每个通道创建关联的共识组件链对象，负责交易排序、打包出块、提交账本以及通道管理等工作

manager := initializeMultichannelRegistrar(conf, signer, tlsCallback)

func initializeMultichannelRegistrar(conf *config.TopLevel, signer crypto.LocalSigner,
    callbacks ...func(bundle *channelconfig.Bundle)) *multichannel.Registrar {
    lf, _ := createLedgerFactory(conf) //创建通道的账本工厂对象
    if len(lf.ChainIDs()) == 0 {
        initializeBootstrapChannel(conf, lf) //初始化系统通道
    } else {
        logger.Info("Not bootstrapping because of existing chains")
    }

    //创建并设置共识组件字典
    consenters := make(map[string]consensus.Consenter)
    consenters["solo"] = solo.New()
    consenters["kafka"] = kafka.New(conf.Kafka) //// Kafka类型共识组件
    return multichannel.NewRegistrar(lf, consenters, signer, callbacks...)
}

4.1 创建通道的账本工厂对象

代码路径/orderer/common/server/util.go，大概做了以下几件事：

获取Orderer节点上的区块账本存储目录ld，包括默认目录/var/hyperledger/production/orderer或临时目录中的子目录hyperledger-fabric-ordererledger+随机数后缀（默认目录不存在时使用）
创建基于文件的区块账本工厂对象lf（fileLedgerFactory类型）
在区块账本目录下建立以chains命名的子目录（/var/hyperledger/production/orderer/chains），由每个通道账本的区块数据存储对象负责在chains子目录下创建维护以通道ID（即链ID）命名的通道账本子目录，用于保存该通道账本的所有区块数据文件。其中，区块数据文件名都是以blockfile_num命名，num是6位区块文件编号，左侧不足位数用0补齐。

4.2 初始化系统通道

func initializeBootstrapChannel(conf *config.TopLevel, lf blockledger.Factory) {
    ...
    switch conf.General.GenesisMethod { // 分析创世区块的生成方式
    case "provisional": // 根据配置文件生成创世区块
        genesisBlock = encoder.New(genesisconfig.Load(conf.General.GenesisProfile)).GenesisBlockForChannel(conf.General.SystemChannel)
    case "file": // 根据创世区块文件生成创世区块
        genesisBlock = file.New(conf.General.GenesisFile).GenesisBlock()
    default:
    }

    chainID, err := utils.GetChainIDFromBlock(genesisBlock) // 从创世区块中解析获取通道ID
    ...
    gl, err := lf.GetOrCreate(chainID) // 创建系统通道的区块账本对象
    ...
    err = gl.Append(genesisBlock) // 添加区块到系统通道账本上
    ...
}

⑤：创建Orderer排序服务器

Orderer排序服务器，提供Orderer服务与管理所有通道资源及其账本、共识组件等。

server := NewServer(manager, signer, &conf.Debug, conf.General.Authentication.TimeWindow, mutualTLS)

func NewServer(r *multichannel.Registrar, _ crypto.LocalSigner, debug *localconfig.Debug, timeWindow time.Duration, mutualTLS bool) ab.AtomicBroadcastServer {
    s := &server{
        dh:        deliver.NewHandlerImpl(deliverSupport{Registrar: r}, timeWindow, mutualTLS),
        bh:        broadcast.NewHandlerImpl(broadcastSupport{Registrar: r}),
        debug:     debug,
        Registrar: r,
    }
    return s
}

bh：Broadcast服务处理句柄（deliverHandler类型）。该对象实现了Broadcast交易广播服务的Handle(srv ab.AtomicBroadcast_BroadcastServer)消息处理接口，负责接收客户端提交的普通交易消息与配置交易消息，并分别进行处理，过滤后转发给通道绑定的共识组件链对象进行处理；
dh：Deliver服务处理句柄（handlerImpl类型）。该对象实现了Deliver区块分发服务的Handle(srv*DeliverServer)消息处理接口，负责接收客户端提交的区块请求消息，从Orderer节点区块账本中读取指定的区块数据，并返回给请求节点。如果请求的指定区块还没有生成，则默认阻塞等待直到该区块创建和提交完毕；
Registrar：Orderer节点的多通道注册管理器（Registrar类型）。该对象封装了Orderer节点上所有通道的链支持对象字典chains、共识组件字典consenters、区块账本工厂对象ledgerFactory、系统通道链支持对象与ID、本地签名者实体signer等，用于管理通道配置、区块账本对象、共识组件等核心资源，相当于Orderer节点上的“资源管理器”。

⑥：解析执行子命令

start子命令：启动profile服务与Orderer排序服务器，支持go tool pprof命令查看与分析程序性能瓶颈
benchmark子命令：用于启动测试服务器

switch cmd { //分析命令类型
    case start.FullCommand(): // "start" command // start启动子命令
        logger.Infof("Starting %s", metadata.GetVersionInfo())
        initializeProfilingService(conf) // goroutine启动go profile服务
        ab.RegisterAtomicBroadcastServer(grpcServer.Server(), server)
        logger.Info("Beginning to serve requests")
        grpcServer.Start() // 启动gRPC服务器提供Orderer服务
    case benchmark.FullCommand(): // "benchmark" command // "benchmark" 测试用例子命令
        logger.Info("Starting orderer in benchmark mode")
        benchmarkServer := performance.GetBenchmarkServer()
        benchmarkServer.RegisterService(server)
        benchmarkServer.Start()
    }

参考

https://github.com/blockchainGuide/

死磕hyperledger fabric源码|Order节点启动

Orderer节点启动流程

加载orderer.yaml配置文件

初始化日志与本地MSP组件

启动Orderer排序节点

参考

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