本文主要是介绍Hyperledger Fabric的PBFT源码分析（一），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、PBFT的原理概述
1.算法公式:
replicaCount int 变量定义在pbftCore结构体中
N (N在代码中对应replicaCount整型变量)是所有replicas的集合，每一个replica用一个整数来表示，如{ 0, 1, 2, 3,...N - 1 }
N-1 = 3f -----> f = N- 1/3
f 是最大可容忍的出错节点，也就是说准许错为1/3
2.图解PBFT执行过程
客户端发过来的请求其实是发给主replica，这里假设所得还没有选出主replica
这里大家估计也可以看出来图3和图4是一样的，其实这是一个互相确认的过程
客户端
Client---->REQUEST--->replicas
1. REQUEST携带 operation, timestamp，给每一个REQUEST加上时间戳，这样后来的REQUEST会有高于前面的时间戳
2.replicas会接收请求，如果他们验证了条请求，就会将它写入到自己的log中。在共识算法保证下每个replica完成对该请求的执行后直接将回复返回给client：
3.REPLY携带当前的view序号和时间戳，还有replica节点的编号，会返回执行结果
4.共识算法中有一个weak certificate，在这里，client也会等待weak certificate：即有f+1个replicas回复，并且它们的回复拥有相同的 t 和 r，由于至多有f个faulty replicas，所以确保了回复是合法的。我们叫这个weak certificate为 reply certificate。
5.处于active状态每一个replica会与每一个的client共享一份秘钥。
pre-prepare阶段
1.主节点收到来自Client的一条请求并分配了一个编号给这个请求，
2.主节点会广播一条PRE-PREPARE信息给备份节点，
3.这个PRE-PREPARE信息包含该请求的编号、所在的view和自身的一个digest。
4.直到该信息送达到每一个备份节点，接下来就看收到信息的备份节点们同不同意
5.主节点分配给该请求的这个编号n，即是否accept这条PRE-PREPARE信息，
6.如果一个备份节点accept了这条PRE-PREPARE，它就会进入下面的prepare阶段。
prepare阶段
1.备份节点进入prepared阶段后，广播一条PREPARE信息给主节点和其它的备份节点，直到PREPARE信息都抵达那三个节点。同时，该备份节点也会分别收到来自其它备份节点的PREPARE信息。
2.该备份节点将综合这些PREPARE信息做出自己对编号n的最终裁决。当这个备份节点开始综合比较来自其它两个备份节点的PREPARE信息和自身的PREPARE信息时，如果该备份节点发现其它两个节点都同意主节点分配的编号，又看了一下自己，自己也同意主节点的分配，a quorum certificate with the PRE-PREPARE and 2 f matching PREPARE messages for sequence number n, view v, and request m，如果一个replica达到了英文所说的条件，比如就是上面的斜体字描述的一种情况，那么我们就说该请求在这个replica上的状态是prepared，该replica就拥有了一个证书叫prepared certificate。那我们是不是就可以说至此排序工作已经完成，全网节点都达成了一个一致的请求序列呢，每一个replica开始照着这个序列执行吧。这是有漏洞的，设想一下，在t1时刻只有replica 1把请求m（编号为n）带到了prepared状态，其他两个备份节点replica 2， replica 3还没有来得及收集完来自其它节点的PREPARE信息进行判断，那么这时发生了view change进入到了一个新的view中，replica 1还认为给m分配的编号n已经得到了一个quorum同意，可以继续納入序列中，或者可以执行了，但对于replica 2来说，它来到了新的view中，它失去了对请求m的判断，甚至在上个view中它还有收集全其他节点发出的PREPARE信息，所以对于replica 2来说，给请求m分配的编号n将不作数，同理replica 3也是。那么replica 1一个人认为作数不足以让全网都认同，所以再新的view中，请求m的编号n将作废，需要重新发起提案。所以就有了下面的commit阶段。
需要注意的是，该备份节点会将自己收到的PRE-PREPARE和发送的PREPARE信息记录到自己的log中。
该备份节点发出PREPARE信息表示该节点同意主节点在view v中将编号n分配给请求m，不发即表示不同意。
如果一个replica对请求m发出了PRE-PREPARE和PREPARE信息，那么我们就说该请求m在这个replica节点上处于pre-prepared状态。
Commit阶段
紧接着prepare阶段，当一个replica节点发现有一个quorum同意编号分配时，它就会广播一条COMMIT信息给其它所有节点告诉他们它有一个prepared certificate了。与此同时它也会陆续收到来自其它节点的COMMIT信息，如果它收到了2f+1条COMMIT（包括自身的一条，这些来自不同节点的COMMIT携带相同的编号n和view v），我们就说该节点拥有了一个叫committed certificate的证书，请求在这个节点上达到了committed状态。此时只通过这一个节点，我们就能断定该请求已经在一个quorum中到达了prepared状态，寄一个quorum的节点们都同意了编号n的分配。当请求m到达commited状态后，该请求就会被该节点执行。
由此观之核心代码执行的过程如下
二、共识算法代码解析
1.代码目录结构
// GetEngine returns initialized peer.Engine
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//它初始化一个consenter和一个helper，并互相把一个句柄赋值给了对方。
//这样做的目的，就是为了可以让外部调用内部，内部可以调用外部
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func GetEngine(coord peer.MessageHandlerCoordinator) (peer.Engine, error) {
var err error
engineOnce.Do(func() {
engine = new(EngineImpl)
engine.helper = NewHelper(coord)
engine.consenter = controller.NewConsenter(engine.helper)
engine.helper.setConsenter(engine.consenter)
engine.peerEndpoint, err = coord.GetPeerEndpoint()
engine.consensusFan = util.NewMessageFan()
go func() {
logger.Debug("Starting up message thread for consenter")
// The channel never closes, so this should never break
for msg := range engine.consensusFan.GetOutChannel() {
engine.consenter.RecvMsg(msg.Msg, msg.Sender)
}
}()
})
return engine, err
}
//==============================================================================
// NewConsenter constructs a Consenter object if not already present
//==============================================================================
//==============================================================================
//调用controller获取一个plugin，当选择是pbft算法时，它会调用pbft.go 里的
//GetPlugin(c consensus.Stack)方法，在pbft.go里面把所有的外部参数读进算法内部
//==============================================================================
func NewConsenter(stack consensus.Stack) consensus.Consenter {
plugin := strings.ToLower(viper.GetString("peer.validator.consensus.plugin"))
if plugin == "pbft" {
logger.Infof("Creating consensus plugin %s", plugin)
return pbft.GetPlugin(stack)
}
logger.Info("Creating default consensus plugin (noops)"<
这篇关于Hyperledger Fabric的PBFT源码分析（一）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
