启动挖矿

挖矿模块只通过 Miner 实例对外提供数据访问。可以通过多种途径开启挖矿服务。程序运行时已经将 Miner 实例化,并进入等待挖矿状态,随时可以启动挖矿。

挖矿参数

矿工可以根据矿机的服务器性能,来定制化挖矿参数。下面是一份 geth 关于挖矿的运行时参数清单,全部定义在 cmd/utils/flags.go 文件中。

参数默认值用途
–minefalse是否自动开启挖矿
–miner.threads0挖矿时可用并行PoW计算的协程(轻量级线程)数。
兼容过时参数 —minerthreads。
–miner.notify挖出新块时用于通知远程服务的任意数量的远程服务地址。
是用 ,分割的多个远程服务器地址。
如:”http://api.miner.com,http://api2.miner.com“
–miner.noverifyfalse是否禁用区块的PoW工作量校验。
–miner.gasprice1000000000 wei矿工可接受的交易Gas价格,
低于此GasPrice的交易将被拒绝写入交易池和不会被矿工打包到区块。
–miner.gastarget8000000 gas动态计算新区块燃料上限(gaslimit)的下限值。
兼容过时参数 —targetgaslimit。
–miner.gaslimit8000000 gas动态技术新区块燃料上限的上限值。
–miner.etherbase第一个账户用于接收挖矿奖励的账户地址,
默认是本地钱包中的第一个账户地址。
–miner.extradatageth版本号允许矿工自定义写入区块头的额外数据。
–miner.recommit3s重新开始挖掘新区块的时间间隔。
将自动放弃进行中的挖矿后,重新开始一次新区块挖矿。
–minerthreads已过时
—targetgaslimit已过时
–gasprice已过时

你可以通过执行程序 dgeth1 来查看参数。

dgeth -h |grep "mine"

实例化Miner

geth 程序运行时已经将 Miner 实例化,只需等待命令开启挖矿。

//eth/backend.go:197
eth.miner = miner.New(eth, chainConfig, eth.EventMux(),
                      eth.engine, config.MinerRecommit,
                      config.MinerGasFloor, config.MinerGasCeil, eth.isLocalBlock)
eth.miner.SetExtra(makeExtraData(config.MinerExtraData))

从上可看出,在实例化 miner 时所用到的配置项只有4项。实例化后,便可通过 API 操作 Miner。

image-20190722225217754

Miner API 分 public 和 private。挖矿属于隐私,不得让其他人任意修改。因此挖矿API全部定义在 Private 中,公共部分只有 Mining()

启动挖矿

geth 运行时默认不开启挖矿。如果用户需要启动挖矿,则可以通过以下几种方式启动挖矿。

参数方式自动开启挖矿

使用参数 —mine,可以在启动程序时默认开启挖矿。下面我们用 dgeth1 在开发者模式启动挖矿为例:

dgeth --dev --mine

启动后,可以看到默认情况下已开启挖矿。开发者模式下已经挖出了一个高度为1的空块。

![image-20190722215758989(https://img.learnblockchain.cn/book_geth/image-20190722215758989.png!de)

当参数加入了--mine参数表示启用挖矿,此时将根据输入个各项挖矿相关的参数启动挖矿服务。

// cmd/geth/main.go:369
if ctx.GlobalBool(utils.MiningEnabledFlag.Name) || ctx.GlobalBool(utils.DeveloperFlag.Name) { //❶
   // Mining only makes sense if a full Ethereum node is running
   if ctx.GlobalString(utils.SyncModeFlag.Name) == "light" {
      utils.Fatalf("Light clients do not support mining")
   }
   var ethereum *eth.Ethereum
   if err := stack.Service(&ethereum); err != nil {
      utils.Fatalf("Ethereum service not running: %v", err)
   }
   // Set the gas price to the limits from the CLI and start mining
   gasprice := utils.GlobalBig(ctx, utils.MinerLegacyGasPriceFlag.Name)//❷
   if ctx.IsSet(utils.MinerGasPriceFlag.Name) {
      gasprice = utils.GlobalBig(ctx, utils.MinerGasPriceFlag.Name)
   }
   ethereum.TxPool().SetGasPrice(gasprice)

   threads := ctx.GlobalInt(utils.MinerLegacyThreadsFlag.Name)//❸
   if ctx.GlobalIsSet(utils.MinerThreadsFlag.Name) {
      threads = ctx.GlobalInt(utils.MinerThreadsFlag.Name)
   }
   if err := ethereum.StartMining(threads); err != nil {//❹
      utils.Fatalf("Failed to start mining: %v", err)
   }
}

启动 geth 过程是,如果启用挖矿--mine或者属于开发者模式—dev,则将启动挖矿❶。

在启动挖矿之前,还需要获取 —miner.gasprice 实时应用到交易池中❷。同时也需要指定将允许使用多少协程来并行参与PoW计算❸。然后开启挖矿,如果开启挖矿失败则终止程序运行并打印错误信息❹。

控制台命令启动挖矿

在实例化Miner后,已经将 miner 的操作API化。因此我们可以在 geth 的控制台中输入Start命令启动挖矿。

调用API miner_start 将使用给定的挖矿计算线程数来开启挖矿。下面表格是调用 API 的几种方式。

客户端调用方式
Gominer.Start(threads *rpc.HexNumber) (bool, error)
Consoleminer.start(number)
RPC{"method": "miner_start", "params": [number]}

首先,我们进入 geth 的 JavaScript 控制台,后输入命令miner.start(1)来启动挖矿。

dgeth --maxpeers=0 console

启动命令

启动挖矿后,将开始出新区块。

RPC API 启动挖矿

因为 API 已支持开启挖矿,如上文所述,可以直接调用 RPC {"method": "miner_start", "params": [number]} 来启动挖矿。实际上在控制台所执行的 miner.start(1),则相对于 {"method": "miner_start", "params": [1]}

如,启动 geth 时开启RPC。

dgeth --maxpeer 0 --rpc --rpcapi --rpcport 8080 "miner,admin,eth" console

开启后,则可以直接调用API,开启挖矿服务。

curl -d '{"id":1,"method": "miner_start", "params": [1]}' http://127.0.0.1:8080

挖矿启动细节

不管何种方式启动挖矿,最终通过调用 miner 对象的 Start 方法来启动挖矿。不过在开启挖矿前,geth 还处理了额外内容。

当你通过控制台或者 RPC API 调用启动挖矿命令后,在程序都将引导到方法func (s *Ethereum) StartMining(threads int) error

// eth/backend.go:414
type threaded interface {
   SetThreads(threads int)
}
if th, ok := s.engine.(threaded); ok {//❶
   log.Info("Updated mining threads", "threads", threads)
   if threads == 0 {
      threads = -1 // Disable the miner from within
   }
   th.SetThreads(threads)//❷
}
if !s.IsMining() { //❸
    //...
		price := s.gasPrice
		s.txPool.SetGasPrice(price) //❹

		eb, err := s.Etherbase() //❺
		if err != nil {
			log.Error("Cannot start mining without etherbase", "err", err)
			return fmt.Errorf("etherbase missing: %v", err)
		}
		if clique, ok := s.engine.(*clique.Clique); ok {
			wallet, err := s.accountManager.Find(accounts.Account{Address: eb})//❻
			if wallet == nil || err != nil {
				log.Error("Etherbase account unavailable locally", "err", err)
				return fmt.Errorf("signer missing: %v", err)
			}
			clique.Authorize(eb, wallet.SignData)//❼
		}
		atomic.StoreUint32(&s.protocolManager.acceptTxs, 1)//❽

		go s.miner.Start(eb)//❾
	}
	return nil

在此方法中,首先看挖矿的共识引擎是否支持设置协程数❶,如果支持,将更新此共识引擎参数 ❷。接着,如果已经是在挖矿中,则忽略启动,否则将开启挖矿 ❸。在启动前,需要确定两项配置:交易GasPrice下限❹,和挖矿奖励接收账户(矿工账户地址)❺。

这里对于 clique.Clique 共识引擎(PoA 权限共识),进行了特殊处理,需要从钱包中查找对于挖矿账户❻。在进行挖矿时不再是进行PoW计算,而是使用认可的账户进行区块签名❼即可。

可能由于一些原因,不允许接收网络交易。因此,在挖矿前将允许接收网络交易❽。随即,开始在挖矿账户下开启挖矿❾。此时,已经进入了miner实例的 Start 方法。

// miner/miner.go:108
func (self *Miner) Start(coinbase common.Address) {
   atomic.StoreInt32(&self.shouldStart, 1)
   self.SetEtherbase(coinbase) //⑩

   if atomic.LoadInt32(&self.canStart) == 0 { //⑪
      log.Info("Network syncing, will start miner afterwards")
      return
   }
   self.worker.start()
}
// miner/worker.go:268
func (w *worker) start() { //⑬
	atomic.StoreInt32(&w.running, 1)
	w.startCh <- struct{}{}
}

存储coinbase 账户后⑩,有可能因为正在同步数据,此时将不允许启动挖矿⑪。如果能够启动挖矿,则立即开启worker 让其开始干活。只需要发送一个开启挖矿信号,worker 将会被自动触发挖矿工作。

Worker Start 信号

对 worker 发送 start 信号后,该信号将进入 startCh chain中。一旦获得信号,则立即重新开始commit新区块,重新开始干活。

//miner/worker.go:342
for {
   select {
   case <-w.startCh:
      clearPending(w.chain.CurrentBlock().NumberU64())
      timestamp = time.Now().Unix()
      commit(false, commitInterruptNewHead)
   //...
   }
}

  1. dgeth 是本电子书书写期初指导大家所编译的一个 geth 程序。具体见《开始》 [return]