从零开始学习比特币（六）：建立P2P网络过程中查询DNS节点

上一节开始，我们已经开始讲解比特币系统中的P2P网络是如何建立起来的。 还记得在比特币系统启动第12步的讲解中，我们提到过几个线程相关的处理很重要吗？ 以下内容以此为基础进行详细讲解。 由于文章篇幅，我们将依次分成几篇。

P2P网络的建立是在比特币系统启动的第十二步开始的比特币p2p算法，最后时刻调用了CConnman::Start方法。

这部分内容在net.cpp、net_processing.cpp等文件中。

下面开始讲解各个线程的具体处理。 1、ThreadSocketHandler的详细介绍见上一篇：

从零开始学习比特币（五）——建立P2P网络过程中socket的读取和发送 2. ThreadDNSAddressSeed这个线程的目标是通过查询DNS节点找到足够多的比特币节点。 找到后，就可以连接到比特币网络进行同步了。

DNS种子只在需要地址的时候查询，不需要DNS种子的时候就避免查询DNS种子。 这通过创建更少的识别 DNS​​ 请求来提高用户隐私。

该线程在 net.cpp 文件的第 1603 行定义。 让我们从详细的解释开始。 如果peer节点数大于0，并且没有指定-forcednsseed，或者指定了但是值为false，则进行如下处理：遍历所有节点，如果该节点已连接成功且不是引导节点，而fOneShot属性为false，且不是手动连接，也不是入站节点，那么变量nRelevant加1。 如果变量nRelevant大于2，即P2P网络可用，则退出函数。

if ((addrman.size() > 0) &&
    (!gArgs.GetBoolArg("-forcednsseed", DEFAULT_FORCEDNSSEED))) {
    if (!interruptNet.sleep_for(std::chrono::seconds(11)))
        return;
    LOCK(cs_vNodes);
    int nRelevant = 0;
    for (auto pnode : vNodes) {
        nRelevant += pnode->fSuccessfullyConnected && !pnode->fFeeler && !pnode->fOneShot && !pnode->m_manual_connection && !pnode->fInbound;
    }
    if (nRelevant >= 2) {
        LogPrintf("P2P peers available. Skipped DNS seeding.\n");
        return;
    }
}

获取并遍历所有 DNS 种子节点。

 for (const std::string &seed : vSeeds) {
     if (interruptNet) {
         return;
     }

     if (HaveNameProxy()) {
         AddOneShot(seed);
     } else {
         std::vector vIPs;
         std::vector vAdd;
         ServiceFlags requiredServiceBits = GetDesirableServiceFlags(NODE_NONE);
         std::string host = strprintf("x%x.%s", requiredServiceBits, seed);
         CNetAddr resolveSource;
         if (!resolveSource.SetInternal(host)) {
             continue;
         }
         unsigned int nMaxIPs = 256; // Limits number of IPs learned from a DNS seed
         if (LookupHost(host.c_str(), vIPs, nMaxIPs, true))
         {
             for (const CNetAddr& ip : vIPs)
             {
                 int nOneDay = 24*3600;
                 CAddress addr = CAddress(CService(ip, Params().GetDefaultPort()), requiredServiceBits);
                 addr.nTime = GetTime() - 3*nOneDay - GetRand(4*nOneDay); // use a random age between 3 and 7 days old
                 vAdd.push_back(addr);
                 found++;
             }
             addrman.Add(vAdd, resolveSource);
         } else {
             // We now avoid directly using results from DNS Seeds which do not support service bit filtering,

             // instead using them as a oneshot to get nodes with our desired service bits.
             AddOneShot(seed);
         }
     }
 }

接下来解释一下上面的代码。

如果指定代理，则调用AddOneShot方法将当前DNS种子节点保存到vOneShots集合中。 否则进行如下处理： 如果LookupHost方法返回的结果为真，即根据当前DNS种子节点至少找到一个对端节点，则进行以下处理。 遍历vIPs集合，根据当前IP地址生成一个CAddress地址对象，保存在vAdd集合中比特币p2p算法，并给代表找到节点的变量found加1。 调用地址管理器的Add方法保存多个地址。

具体代码如下：

for (const CNetAddr& ip : vIPs)
{
    int nOneDay = 24*3600;
    CAddress addr = CAddress(CService(ip, Params().GetDefaultPort()), requiredServiceBits);
    addr.nTime = GetTime() - 3*nOneDay - GetRand(4*nOneDay); // use a random age between 3 and 7 days old
    vAdd.push_back(addr);
    found++;
}
addrman.Add(vAdd, resolveSource);

如果 LookupHost 方法返回结果为假，即根据当前 DNS 种子节点没找到一个对等节点，则调用 AddOneShot 方法进行处理。

在内部，AddOneShot 方法只是将当前 DNS 种子添加到 vOneShots 集合中。 2.1. CAddrMan::Add方法 接下来介绍地址管理器的Add方法。 此方法位于 addrman.h 文件的第 540 行。

该方法的主体是一个for循环，遍历CAddress集合，对每个CAddress对象调用Add_方法进行处理。 并返回添加是否成功。 代码如下：

bool Add(const std::vector &vAddr, const CNetAddr& source, int64_t nTimePenalty = 0)
{
    LOCK(cs);
    int nAdd = 0;
    Check();

    for (std::vector::const_iterator it = vAddr.begin(); it != vAddr.end(); it++)
        nAdd += Add_(*it, source, nTimePenalty) ? 1 : 0;
    Check();
    if (nAdd) {
        LogPrint(BCLog::ADDRMAN, "Added %i addresses from %s: %i tried, %i new\n", nAdd, source.ToString(), nTried, nNew);
    }
    return nAdd > 0;
}

接下来，让我们看一下 Add_ 方法。 此方法位于 addrman.cpp 文件的第 254 行。 如果当前地址不可路由，则简单地返回 false。

 if (!addr.IsRoutable())
     return false;

调用Find方法根据地址对象查找对应的地址信息。

 std::map::iterator it = mapAddr.find(addr);
 if (it == mapAddr.end())
     return nullptr;
 if (pnId)
     *pnId = (*it).second;
 std::map::iterator it2 = mapInfo.find((*it).second);
 if (it2 != mapInfo.end())
     return &(*it2).second;
 return nullptr;

如果地址对象是源对象，则设置变量nTimePenalty等于0。如果找到对应的地址信息，则设置地址信息的相关属性

 bool fCurrentlyOnline = (GetAdjustedTime() - addr.nTime < 24 * 60 * 60);
 int64_t nUpdateInterval = (fCurrentlyOnline ? 60 * 60 : 24 * 60 * 60);
 if (addr.nTime && (!pinfo->nTime || pinfo->nTime < addr.nTime - nUpdateInterval - nTimePenalty))

     pinfo->nTime = std::max((int64_t)0, addr.nTime - nTimePenalty);
 // add services
 pinfo->nServices = ServiceFlags(pinfo->nServices | addr.nServices);
 // do not update if no new information is present
 if (!addr.nTime || (pinfo->nTime && addr.nTime <= pinfo->nTime))
     return false;
 // do not update if the entry was already in the "tried" table
 if (pinfo->fInTried)
     return false;
 // do not update if the max reference count is reached
 if (pinfo->nRefCount == ADDRMAN_NEW_BUCKETS_PER_ADDRESS)
     return false;
 // stochastic test: previous nRefCount == N: 2^N times harder to increase it
 int nFactor = 1;
 for (int n = 0; n < pinfo->nRefCount; n++)
     nFactor *= 2;
 if (nFactor > 1 && (RandomInt(nFactor) != 0))
     return false;

如果没有找到对应的地址信息，则生成新的地址信息。

 pinfo = Create(addr, source, &nId);
 pinfo->nTime = std::max((int64_t)0, (int64_t)pinfo->nTime - nTimePenalty);
 nNew++;
 fNew = true;

在Create方法中，生成一个新的CAddrInfo对象放入mapInfo集合中，并在mapAddr集合中添加相应的条目。 具体代码如下：

 int nId = nIdCount++;
 mapInfo[nId] = CAddrInfo(addr, addrSource);
 mapAddr[addr] = nId;
 mapInfo[nId].nRandomPos = vRandom.size();
 vRandom.push_back(nId);
 if (pnId)

     *pnId = nId;
 return &mapInfo[nId];

接下来，将处理一些其他信息。 代码比较简单，就不详细介绍了。

 int nUBucket = pinfo->GetNewBucket(nKey, source);
 int nUBucketPos = pinfo->GetBucketPosition(nKey, true, nUBucket);
 if (vvNew[nUBucket][nUBucketPos] != nId) {
     bool fInsert = vvNew[nUBucket][nUBucketPos] == -1;
     if (!fInsert) {
         CAddrInfo& infoExisting = mapInfo[vvNew[nUBucket][nUBucketPos]];
         if (infoExisting.IsTerrible() || (infoExisting.nRefCount > 1 && pinfo->nRefCount == 0)) {
             // Overwrite the existing new table entry.
             fInsert = true;
         }
     }
     if (fInsert) {
         ClearNew(nUBucket, nUBucketPos);
         pinfo->nRefCount++;
         vvNew[nUBucket][nUBucketPos] = nId;
     } else {
         if (pinfo->nRefCount == 0) {
             Delete(nId);
         }
     }
 }

返回真。 我是欧小白，Ulord全球社区联盟（优德社区）区块链核心技术开发者。 我研究过比特币、以太坊、EOS Dash、Rsk、Java、Nodejs、PHP、Python 和 C++。 多位区块链开发者，共同学习，共同进步。 为了更高效的交流和讨论区块链开发过程中遇到的问题，欢迎在帖子下方留言。