Substrate原始碼分析啟動流程

我們在命令列啟動 substrate 節點，到底發生了什麼呢？本文基於 substrate 原始碼，對其啟動流程進行了簡單的分析。

命令列啟動 substrate，主要是解析命令列引數並配置服務。

主程式在substrate/node/main.rs中，入口是main()函式。其中的關鍵**如下：

fn main() \n\n", e, e);
std::process::exit(1)
}}

這行**呼叫的是node/cli/src/lib.rs的run函式。進入該run函式，有如下**：

pub fn run(args: i, exit: e, version: cli::versioninfo) -> error::result<()> where
i: intoiterator,
t: into + clone,
e: intoexit,
", version.name);
...}

parse_and_prepare函式（位於core/cli/src/lib.rs中），這個函式類似於所有的區塊鏈啟動，主要是對命令列引數進行解析，並啟動相關的操作。

在parse_and_prepare函式中，會根據不同的引數，返回不同型別的parseandprepare。

pub fn parse_and_prepare<'a, cc, rp, i>(
version: &'a versioninfo,
impl_name: &'static str,
args: i,
) -> parseandprepare<'a, cc, rp>
where
cc: structopt + clone + getlogfilter,
rp: structopt + clone + augmentclap,
i: intoiterator,
::item: into + clone,
),...
}

pub enum coreparams

而對於列舉型別parseandprepare，每一類結構體，均會實現各自的run方法，解析引數生成配置，並根據配置執行服務。

pub enum parseandprepare<'a, cc, rp>

以結構體parseandpreparerun為例，其run函式的實現**如下：

impl<'a, rp> parseandpreparerun<'a, rp> 
}

其實執行服務，具體是在run函式的閉包函式中，**如下：

parseandprepare::run(cmd) => cmd.run(load_spec, exit, |exit, _cli_args, _custom_args, config| ", version.name);
info!(" version {}", config.full_version());
info!(" by parity technologies, 2017-2019");
info!("chain specification: {}", config.chain_spec.name());
info!("node name: {}", config.name);
info!("roles: ", config.roles);
let runtime = runtimebuilder::new().name_prefix("main-tokio-").build()
.map_err(|e| format!("", e))?;
match config.roles ", e))?,
exit
),_ => run_until_exit(
runtime,
service::factory::new_full(config).map_err(|e| format!("", e))?,
exit
),}.map_err(|e| format!("", e))
}),

fn run_until_exit(
mut runtime: runtime,
service: t,
e: e,
) -> error::result<()>
where
t: deref> + future + send + 'static,
c: substrate_service::components,
e: intoexit,

**中呼叫了core/cli/src/informant.rs的build函式，建立了乙個futrue「線人」informant。

基本上到這兒，相關的命令就全啟動了。我們看下生成全節點或輕節點服務的具體細節。

在宣告巨集construct_service_factory的定義中，有如下**：

#[macro_export]
macro_rules! construct_service_factory ,
authoritysetup = ,
lightservice = $light_service:ty ,
...fn new_light(
config: $crate::factoryfullconfiguration
) -> $crate::result
fn new_full(
config: $crate::factoryfullconfiguration
) -> result)} 
...}

在node/cli/src/service.rs中，包含了service結合service中的對巨集的呼叫，巨集展開後，是執行的::new(config)，**如下：

construct_service_factory! ,
...lightservice = lightcomponents
,...
}

在core/service/src/components.rs中定義了substrate的服務元件：fullcomponents和lightcomponents。它們new函式的實現均呼叫了service的new函式，**如下：

ok(
self 
)

通過該函式建立substrate service，它會啟動客戶端，初始化session keys，構建網路，交易池以及rpc，並管理他們之間的通訊，包括區塊通知，交易通知等。關鍵**如下：

let executor = nativeexecutor::new(config.default_heap_pages);
...components::runtimeservices::generate_intial_session_keys(
client.clone(),
config.dev_key_seed.clone().map(|s| vec![s]).unwrap_or_default(),
)?;...
let network_protocol = ::build_network_protocol(&config)?;
let transaction_pool = arc::new(
components::build_transaction_pool(config.transaction_pool.clone(), client.clone())?
);...
let events = client.import_notification_stream()
.map(|v| ok::<_, ()>(v)).compat()
.for_each(move |notification| )

這個有些類似於以太坊，在啟動節點時把相關的網路服務都建立好。這樣最後ok返回整個service。

ps：原始碼分析是基於master分支（substrate 2.0）。

1. 其中對命令列引數的解析，使用了第三方庫structopt，該庫通過結構體來解析引數，並對clap庫進行了補充。

2. 非同步程式設計，使用了第三方庫tokio，該庫使用reactor-executor模式，是基於事件驅動的非阻塞i/o庫。是 rust 中的非同步程式設計框架，它將複雜的非同步程式設計抽象為 futures、tasks 和 executor，並提供了 timers 等基礎設施。

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