比特币开源代码公开编程小白模拟一个简单的比特币系统，带你写一波！

出品 | 区块链大本营()

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如果有p2p demo，我们如何将它应用到区块链上呢？

今天就来试试吧！

首先，我们需要模拟多个节点在网络中相互通信。 我们假设当前的情况是有两个节点AB。 整个过程如下图所示：

梳理工序

让我们看一下将比特币开源代码公开的整个过程，并阐明在 p2p 网络中需要做什么。

启动节点A。A首先创建一个创世块来创建钱包A1。 调用节点A提供的API创建钱包。 此时A1的球币为0。A1挖矿。 调用A节点提供的挖矿API生成新区块，同时系统奖励A1钱包中的球币。 启动节点B，节点B需要和A同步信息，当前区块链，当前交易池，当前所有钱包的公钥。 创建钱包B1和A2，调用节点A和B的API，广播（通知各节点）创建的钱包（公钥），目前只有两个节点，所以A需要告诉B，A2的钱包。 B需要告诉A，B1的钱包。 A1 转账给 B1。 调用A提供的API，同时广播交易。 A2 矿业会计。

综上所述，当一个节点刚加入区块链网络时，需要同步其他节点的数据。

已经在网络中的节点在以下情况下需要通知网络中的其他节点

P2P的大致流程如下，我们后续的实现会结合这个流程。

Client→Server发送消息，一般是请求数据。 服务端收到消息后，将消息发送给客户端（调用服务，处理后返回数据）。 客户端接收消息并处理数据（调用服务Bitcoin open source code is open, processing the data）

相关代码

在实现过程中，由于消息类型较多，封装了一个消息对象来传递消息，并对消息类型进行编码统一处理。 消息对象 Message 实现了使对象可序列化的接口：

public class Message implements Serializable {
/**
     * 消息内容，就是我们的区块链、交易池等所需要的信息，使用JSON.toString转化到的json字符串
     */
private String data;
/**
     * 消息类型
     */
private int type;
}

涉及的消息类型有：

/**
 * 查询最新的区块
 */
private final static int QUERY_LATEST_BLOCK = 0;
/**
 * 查询整个区块链
 */
private final static int QUERY_BLOCK_CHAIN = 1;
/**
 * 查询交易集合
 */
private final static int QUERY_TRANSACTION = 2;
/**
 * 查询已打包的交易集合
 */
private final static int QUERY_PACKED_TRANSACTION = 3;
/**
 * 查询钱包集合
 */
private final static int QUERY_WALLET = 4;
/**
 * 返回区块集合
 */
private final static int RESPONSE_BLOCK_CHAIN = 5;
/**
 * 返回交易集合
 */
private final static int RESPONSE_TRANSACTION = 6;
/**
 * 返回已打包交易集合
 */
private final static int RESPONSE_PACKED_TRANSACTION = 7;
/**
 * 返回钱包集合
 */
private final static int RESPONSE_WALLET = 8;

由于代码太多，这里就不一一贴出来了。 以客户端同步其他节点钱包信息为例，结合上述p2p网络交互的三个步骤，介绍相关实现。

1.client→server发送消息，一般是请求数据

在客户端节点的启动类中，首先创建客户端对象，调用客户端的内部方法，连接到服务器端。

启动类的main方法中的关键代码，（端口参数在args中配置）：

P2PClient p2PClient = new P2PClient();
String url = "ws://localhost:"+args[0]+"/test";       
p2PClient.connectToPeer(url);

中的方法

public void connectToPeer(String url) throws IOException, DeploymentException {
    WebSocketContainer container = ContainerProvider.getWebSocketContainer();
    URI uri = URI.create(url);
this.session = container.connectToServer(P2PClient.class, uri);
}

，onOpen函数就会在。假设我们只查询钱包公钥信息，服务器就会收到相应的请求。

@OnOpen
public void onOpen(Session session) {
this.session = session;
    p2PService.sendMsg(session, p2PService.queryWalletMsg());
}

注：我将解析消息相关的操作封装成一个服务，方便服务端和客户端统一使用。 给出相应的方法：

public String queryWalletMsg() {
return JSON.toJSONString(new Message(QUERY_WALLET));
}

和前面提到的 sendMsg 方法：

@Override
public void sendMsg(Session session, String msg) {
session.getAsyncRemote().sendText(msg);
}

2、服务端收到消息后，向客户端发送消息（调用服务，处理后返回数据）

服务端收到消息，进入方法

/**
 * 收到客户端发来消息
 * @param msg  消息对象
 */
@OnMessage
public void onMessage(Session session, String msg) {
    p2PService.handleMessage(session, msg);
}

. 就是解析接收到的消息（msg），根据类型调用其他方法（庞大的switch语句，这里只介绍一小部分），这里我们接收客户端的信息代码。

@Override
public void handleMessage(Session session, String msg) {
    Message message = JSON.parseObject(msg, Message.class);
switch (message.getType()){
case QUERY_WALLET:
            sendMsg(session, responseWallets());
break;
case RESPONSE_WALLET:
            handleWalletResponse(message.getData());
break;
            ......
    }

根据信息码，调用()方法获取数据。

private String responseWallets() {
String wallets = blockService.findAllWallets();
return JSON.toJSONString(new Message(RESPONSE_WALLET, wallets));
}

这里，我也把区块链的相关操作封装成一个服务。 下面给出的具体实现其实就是遍历钱包集合，统计钱包公钥，并不难。

@Override
public String findAllWallets() {
    List wallets = new ArrayList();
    myWalletMap.forEach((address, wallet) ->{
        wallets.add(Wallet.builder().publicKey(wallet.getPublicKey()).build());
    });
    otherWalletMap.forEach((address, wallet) ->{
        wallets.add(wallet);
    });
return JSON.toJSONString(wallets);
}

拿到数据后返回给客户端：

因此，在我们的()方法中，在最后一句中新建了一个消息对象，并设置了信息编码为，并在其中调用了sendmsg方法返回给客户端。

case QUERY_WALLET:
        sendMsg(session, responseWallets());
        break;

3、客户端接收消息并处理数据（调用服务处理数据）

客户端收到请求的数据，输入法

@OnMessage
public void onMessage(String msg) {
    p2PService.handleMessage(this.session, msg);
}

同样输入我们上面提到的.method，此时收到的信息代码是，enter method

case RESPONSE_WALLET:
        handleWalletResponse(message.getData());
        break;

实现，解析接收到的钱包公钥信息模拟比特币，存储在客户端节点。

private void handleWalletResponse(String msg) {
    List wallets = ""[]"".equals(msg)?new ArrayList():JSON.parseArray(msg, Wallet.class);
    wallets.forEach(wallet -> {
        blockService.addOtherWallet(walletService.getWalletAddress(wallet.getPublicKey()),wallet );
    });
}

在具体实现中，由于注入服务的方式，在使用@注解向服务端（@）和客户端（@）注入bean时，由于Spring boot单例的特性，每次都会创建一个新的对象时间，所以使用服务，会导致空指针异常。 因此，我们创建了一个实用程序类。 每次我们需要一个服务时，我们从 Spring 容器中获取我们需要的 bean。 工具类代码如下。

public class SpringUtil implements ApplicationContextAware {
public static ApplicationContext applicationContext;
    @Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
if (SpringUtil.applicationContext != null) {
            SpringUtil.applicationContext = applicationContext;
        }
    }
/**
     * 获取applicationContext
     */
public static ApplicationContext getApplicationContext() {
return applicationContext;
    }
/**
     * 通过name获取 Bean.
     */
public static Object getBean(String name) {
return getApplicationContext().getBean(name);
    }
/**
     * 通过class获取Bean.
     */
public static  T getBean(Class clazz) {
return getApplicationContext().getBean(clazz);
    }
/**
     * 通过name,以及Clazz返回指定的Bean
     */
public static  T getBean(String name, Class clazz) {
return getApplicationContext().getBean(name, clazz);
    }
}

因此，在测试之前，我们需要先进行设置。 下面给出启动类（为了简单测试，两个节点共用一个启动类，根据args分别处理）和相关节点的配置。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello world");
    SpringUtil.applicationContext  = SpringApplication.run(Hello.class, args);
if (args.length>0){
        P2PClient p2PClient = new P2PClient();
        String url = "ws://localhost:"+args[0]+"/test";
try {
            p2PClient.connectToPeer(url);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

使用时，我们需要手动获取bean

//之前是这样//@Autowired//private P2PService p2PService;//改正后，去掉Autowired，每次使用都手动获取beanprivate P2PService p2PService;@OnOpenpublic void onOpen(Session session) {//如果不使用那些，在这里会报空指针异常，p2PService 为 null    p2PService = SpringUtil.getBean(P2PService.class);//新增这句话从IVO容器中获取bean    p2PService.sendMsg(session, p2PService.queryWalletMsg());}

你好节点，在测试时用作服务器

测试节点在测试期间用作客户端。

至此，我们就实现了p2p网络中server节点和client节点的交互过程。 我建议您尝试一下并在评论中与我们讨论！

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