【Ethereum基础】：交易的生命周期

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大体上说，一个交易的生命周期要经历以下几个过程：

  • 构造一笔交易（这里的交易要包含交易双方的地址、以太币数量、时间戳、签名等信息，它是不含任何私密信息的合法交易数据）
  • 将消息广播到网络（几乎网络中的所有节点都会收到这笔交易数据）
  • 验证交易的合法性（生成交易的节点要首先进行验证，其它节点也要进行验证，没有经过验证的交易是不能进入到区块链网络的）
  • 将交易写入区块链

构造一笔交易

我们先用一个简单的合约作为例子来谈论一笔交易的构造过程，这个合约的作用是在区块链上存储一个数字：

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pragma solidity ^0.4.1;

contract SimpleStorage {
	uint storedData;

	function set(uint x) public {
		storedData = x;
	}

	function get() public constant returns (uint) {
		return storedData;
	}
}

然后我们要构造一笔交易，该交易的内容是调用合约中的函数set(uint x)，并且传入参数1。

首先我们知道，构造一笔交易需要以下字段（具体参照《交易与消息》一文）：

  • nonce：交易发送者的交易序列号
  • gasPrice：gas价格
  • gasLimit：消耗的gas上限
  • to：交易接收者的地址
  • value：要发送的以太币（以wei为单位）
  • data：可选的数据域（在该例子中是必须的字段）

获取nonce
通过geth控制台我们能获取到nonce值，例如：
eth.getTransactionCount(eth.account[0])

gasPrice
我们能够自己随意设置gas的价格，但是有可能由于gas的价格过低，导致交易没有矿工进行处理导致失效。我们可以从这个网站来获取推荐的gas价格。

gasLimit
设置你能接受的该交易能够消耗的gas的最大数量。

to
在该例子中，接收者的地址应该是该合约的地址

value
在该例子中，不需要发送以太币，值为0

data
我们需要构造该交易的数据域。

首先，我们要调用的函数是合约中的set(uint x)，根据Solidity文档^1，我们将该函数set(uint)做Keccak-256哈希^2，结果为：

cccdda2cf2895862749f1c69aa9f55cf481ea82500e4eabb4e2578b36636979b

我们取其前4字节：0xcccdda2c

然后我们所传入的函数的参数是1，填充为32字节：

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

将这两部分连接起来：

0xcccdda2c0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

这就是数据域的内容，共计36字节。

最终我们构造好的交易是这样的：

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txnCount = web3.eth.getTransactionCount(web3.eth.accounts[0])
var rawTxn = {
nonce: web3.toHex(txnCount),
gasPrice: web3.toHex(800000000000),
gasLimit: web3.toHex(160000),
to: '0xa55fe56f2a183f795fdaae3529d58b58e57ef5ed',
value: web3.toHex(0),
data: '0xcccdda2c0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001'
};

对交易进行签名

接下来我们需要使用交易发送者账号的私钥对交易进行签名：

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const privateKey = Buffer.from('你的账户私钥', 'hex')
const txn = new EthereumTx(rawTxn)
txn.sign(privateKey)
const serializedTxn = txn.serialize()

本地对交易进行验证

签名后的交易会首先提交至你的本地以太坊的节点，你的本地节点会首先对该笔交易进行验证，它会验证签名是否有效。

把交易广播至区块链网络

之后，你的本地以太坊节点会将交易广播至整个网络，在广播之后会返回一个交易id，你可以通过该id查看和追踪该交易的状态和相关信息。几乎以太坊网络上的所有节点都会收到这笔交易。有一些节点会设置一个最低的gas价格，它们会忽略低于该gasPrice值的交易。

矿工节点接收到交易

生成的交易需要被区块链网络中的矿工打包到区块，才能写入到区块链中。矿工会有一个待处理的交易列表，其中的交易是按交易的gasPrice进行排序的，交易的gasPrice越高，处理的优先级就越高。如果交易的gasPrice过低，有可能一直得不到矿工的处理，从而被忽略。

矿工将交易打包至区块并广播至网络

矿工会取若干交易然后打包至一个区块中，一个区块中能够包含多少条交易是和区块的gasLimit有关的，所有交易的gasLimit总和不能超过区块的gasLimit。当矿工选择好要打包的交易之后，就开始了PoW（Proof of Work）挖矿过程，最先发现新的区块的矿工能够将交易打包至区块，并且获取到相应的奖励。

其它节点同步新的区块数据

由于新的区块已经产生，所有的节点都需要对区块进行同步，你的交易会随着区块的同步被同步至所有节点上。

至此，一笔交易的生命周期彻底结束，它被永远的写入到了区块链中。

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