比特币源码学习笔记（二）

昕阳小编 2023年04月10日 15:00 118 0

本章介绍上一章交易创建后，比特币客户端进行数据序列化的过程。

比特币客户端的所有序列化功能都在seriliaze.h中实现，其中，CDataStream类是数据序列化的核心结构。

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class CDATA stream { protected:typedef vector

vector _ type；vector _ type vch无符号int nReadPos短状态；短例外掩码；public:int nType；转换；//.}vch存储序列化数据。它是一个带有自定义内存分配器的字符容器类型。当需要分配/释放内存时，容器的实现将调用内存分配器。内存分配器会在将内存释放给操作系统之前清除内存中的数据，防止机器的其他进程访问这些数据，从而保证数据存储的安全性。这里不讨论这个内存分配器的实现，但是读者可以在serialize上找到，h NReadPos是vch读取数据的起始位置。是状态错误标识符。此变量用于指示序列化/反序列化中可能出现的错误。Exceptmask是一个错误掩码。它被初始化为ios:badbit | ios:failbit。类似于state，它用于指示错误的种类。nType的值为SER_NETWORK、SER_DISK、SER_GETHASH、SER_SKIPSIG、SER_BLOCKHEADERONLY中的一个，其作用是通知CDataStream执行特定的序列化操作。这五个符号在枚举类型中定义。每个符号都是int类型(4字节)，其值是2的幂。enum {//primary actions SER _ NETWORK=(1 0)，SER_DISK=(1 1)，SER_GETHASH=(1 2)，//modifiers SER_SKIPSIG=(1 16)，SER_BLOCKHEADERONLY=(1 17)，}；n是转换数。

CDataStream:read()和CDataStream:write()成员函数CDataStream:read()和CDataStream:write()是用于序列化/反序列化CDataStream对象的低级函数。CDataStream read(char* pch，int nSize) { //从缓冲区断言开始读取(nSize=0)；unsigned int nReadPos next=nReadPos nSize；if(nReadPosNext=vch . size()){ if(nReadPosNext vch . size()){ setstate(IOs:fail bit，' CDATA stream:read():end of data ')；memset(pch，0，nSize)；nSize=vch . size()-nReadPos；} memcpy(pch，vch[nReadPos]，nSize)；nReadPos=0；vch . clear()；返回(* this)；} memcpy(pch，vch[nReadPos]，nSize)；nReadPos=nReadPosNext返回(* this)；} CDATA stream Write(const char * PCH，int nSize) { //写到缓冲区断言的末尾(nSize=0)；vch.insert(vch.end()、pch、PCH nSize)；返回(* this)；}计算要从vch中读取的数据的结束位置，unsigned int nReadPosNext？=nReadPos nSize .如果结束位置大于vch的大小，则当前没有足够的数据来读取。在这种情况下，通过调用函数setState()将状态设置为ios:failbit，并将所有零复制到pch。否则，调用memcpy(pch，vch[nReadPos]，nSize)将nSize个字符从vch的nReadPos位置开始复制到pch指向的预分配内存中。然后从nReadPos向前移动到下一个起始位置nReadPosNext(第22行)。实现表明：1)从流中读取一段数据后，该段数据不能被再次读取；2)nReadPos是第一个有效数据的读取位置。CDataStream:write()非常简单。它将pch指向的nSize字符追加到vch的末尾。

宏READDATA()和WRITEDATA()

函数CDataStream:read()和CDataStream:write()用于序列化/反序列化原始类型(int、bool、unsigned long等。).为了序列化这些数据类型，指向这些类型的指针将被转换为char*。因为这些类型的大小目前是已知的，所以它们可以从CDataStream中读取或写入字符缓冲区。用于引用这些函数的两个宏被定义为帮助器。# DEFINE WRITE DATA (s，obj) S. WRITE ((char *) (obj)，sizeof (obj)) # DEFINE READ DATA (s，obj) S. READ ((char *) (obj)，sizeof (obj)) template inline void Serialize(Stream s，unsigned long a，int，int=0) { WRITEDATA(s，a)；}

用自己的定义替换WRITEDATA(s，a)。接下来是扩展的函数：

Template inline void serialize(streams s，unsigned long a，int，int=0) {s.write ((char *) (a)，sizeof(a))；}

这个函数接受一个无符号长整型参数a，获取它的内存地址，将指针转换为char*并调用函数s.write()。

CDataStream中的运算符

CDataStream重载该运算符以进行序列化和反序列化。模板CDataStream运算符头文件serialize.h包含14个重载的全局函数，用于14种原始类型(char、short、int、long和long long以及char、float、double和bool的有符号和无符号版本)和6种复合类型(string、vector、pair、map、set和CScript)的6个重载版本。因此，对于这些类型，可以简单地使用接下来的代码来序列化/反序列化数据：<(const T& obj) { // Serialize to this stream ::Serialize(*this, obj, nType, nVersion); return (*this); } template CDataStream& operator>CDATA stream ss(SER _ get hash)；ss

obj 4；//deserialize

如果没有实现的类型匹配第二个参数obj，将调用接下来的泛型T全局函数。template inline void Serialize(Stream OS，const T a，long nType，int n VERSION=VERSION){ a . Serialize(OS，(int)nType，n VERSION)；}

对于这个泛型版本，应该使用类型T来实现成员函数和签名T:Serialize(Stream，int，int)。它将通过. Serialize()调用。

如何实现一个类型的序列化

在前面的介绍中，泛型T需要实现以下三个成员函数进行序列化。unsigned int GetSerializeSize(int nType=0，int n VERSION=VERSION)const；void Serialize(Stream s，int nType=0，int n VERSION=VERSION)const；void Unserialize(Stream s，int nType=0，int n VERSION=VERSION)；宏IMPLEMENT_SERIALIZE(statements)用于定义这三个函数的任何类型的实现。 # define implements _ serialization(statements) signed int get serialize(int type=0，int n version=version)const { cs generationetserialize ser _ action； const bool fgetsize=true const bool fwrite=false const bool fread=false signed int insertsize=0； s。类型=类型： s。版本=版本： {语句} return nser size } template void serialization(stream s，int ntype=0，int n version=version)const { cseractivationsser _ action； const bool fgetsize=false const bool fwrite=true const bool fread=false signed int insertsize=0； {语句} } 模板无效重新初始化(Stream s，int ntype=0，int nversion=version) n重新初始化ser _ action const bool fgetsize=false const bool fwrite=false const bool fread=true signed int insertsize=0； {语句}}

以下例子示范怎样使用该宏。

#include #include "serialize.h"using namespace std;class AClass {public: AClass(int xin) : x(xin){}; int x; IMPLEMENT_SERIALIZE(READWRITE(this->x);)}int main() { CDataStream astream2; AClass aObj(200); //一个x为200的AClass类型对象 cout<<"aObj="endl; asream2a2 cout<<"a2="<

这段程序序列化/反序列化AClass对象。它将在屏幕上输出接下来的结果。

aObj=200a2=200

AClass的这三个序列化/反序列化成员函数可以在一行代码中实现：

IMPLEMENT_SERIALIZE(READWRITE(this->x);)宏READWRITE()的定义如下#define READWRITE(obj) (nSerSize += ::SerReadWrite(s, (obj), nType, nVersion, ser_action))

该宏的展开被放在宏IMPLEMENT_SERIALIZE(statements)的全部三个函数里。因此，它一次需要完成三件事情：1）返回序列化后数据的大小，2）序列化（写入）数据至流；3）从流中反序列化（读取）数据。参考宏IMPLEMENT_SERIALIZE(statements)中对这三个函数的定义。

想要了解宏READWRITE(obj)怎样工作，你首先需要明白它的完整形式当中的nSerSize，s，nType，nVersion和ser_action是怎么来的。它们全部来自宏IMPLEMENT_SERIALIZE(statements)的三个函数主体部分：nSerSize是一个unsigned int，在三个函数当中初始化为0；ser_action是一个对象在三个函数当中均有声明，但为三种不同类型。它在三个函数当中分别为CSerActionGetSerializeSize、CSerActionSerialize和CSerActionUnserialize；s在第一个函数中定义为ser_streamplaceholder类型。它是第一个传入至另外两个函数的参数，拥有参数类型Stream；nType和nVersion在三个函数中均为传入参数。因此，一旦宏READWRITE()扩展至宏IMPLEMENT_SERIALIZE()，所有它的符号都将被计算，因为它们已经存在于宏IMPLEMENT_SERIALIZE()的主体中。READWRITE(obj)的扩展调用一个全局函数::SerReadWrite(s, (obj), nType, nVersion, ser_action)。这里是这个函数的全部三种版本。templateinline unsigned int SerReadWrite(Stream& s, const T& obj, int nType, int nVersion, CSerActionGetSerializeSize ser_action){ return ::GetSerializeSize(obj, nType, nVersion);}templateinline unsigned int SerReadWrite(Stream& s, const T& obj, int nType, int nVersion, CSerActionSerialize ser_action){ ::Serialize(s, obj, nType, nVersion); return 0;}templateinline unsigned int SerReadWrite(Stream& s, T& obj, int nType, int nVersion, CSerActionUnserialize ser_action){ ::Unserialize(s, obj,尚力财经小编2022 nType, nVersion); return 0;}

如你所见，函数::SerReadWrite()被重载为三种版本。取决于最后一个参数，它将会调分别用全局函数::GetSerialize()，::Serialize()和::Unserialize()；这三个函数在前面章节已经介绍。

如果你检查三种不同版本的::SerReadWrite()的最后一个参数，你会发现它们全部为空类型。这三种类型的唯一用途是区别::SerReadWrite()的三个版本，继而被宏IMPLEMENT_SERIALIZE()定义的所有函数使用。

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