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区块链扫盲篇之使用PHP实现区块链(三) - 区块链持久化

作者 Admin 分类 资讯 07月27日
引言

前一篇文章我们已经介绍了怎么为区块链加上工作量证明,但离可用的区块链还差很远。我们现在的区块链保存在内存中,进程退出或者机器重启都会导致区块链数据丢失。所以这一篇文章主要介绍怎么持久化我们的区块链到磁盘中,这样重启电脑也不会丢失我们的区块链。
 
 
2数据库选择
 

市面上有很多数据库可以选择,例如:MySQL、MongoDB、LevelDB等。而在比特币的实现中,使用的是LevelDB。但由于LevelDB要另外安装,所以稍微有点麻烦。

为了简便起见,我自己使用PHP实现了一个简单的文件数据库“CuteDB”,地址是:https://github.com/liexusong/CuteDB。CuteDB只实现了简单“get”、“set”和“delete”操作,所以使用起来非常简单。CuteDB使用HashTable作为存储算法,有兴趣可以查看源码。
 
 
3存储结构
 

我们使用区块的Hash值作为键,将区块序列化后作为值来存储。而使用“lasthash”作为键来保存最后一个区块的Hash值,这样的话就可以通过最后一个区块的Hash值来不断回溯整个区块链的所有区块。

现在我们需要修改Blockchain类的构造函数:
 
[code]=inherit

=inheritinclude(=inherit'block.php');
=inheritinclude(=inherit'CuteDB.php');

=inherit=inheritclass =inheritBlockchain
{
    =inheritconst dbFile = =inherit'blockchain';
    =inheritconst lastHashField = =inherit'lasthash';

    =inheritprivate $_db = =inheritnull;
    =inheritprivate $_lastHash = =inheritnull;

    =inheritpublic =inherit=inheritfunction =inherit__construct=inherit()
    {
        =inherit$this->_db = =inheritnew CuteDB();

        =inheritif (!=inherit$this->_db->open(Blockchain::dbFile)) {
            =inheritexit(=inherit"Failed to create/open blockchian database");
        }

        =inherit$this->_lastHash = =inherit$this->_db->get(Blockchain::lastHashField);
        =inheritif (!=inherit$this->_lastHash) {
            $block = =inheritnew Block(=inherit'', =inherit'Genesis Block');
            $hash = $block->getBlockHash();
            =inherit$this->_db->set($hash, serialize($block));
            =inherit$this->_db->set(Blockchain::lastHashField, $hash);
            =inherit$this->_lastHash = $hash;
        }
    }
    ...
}
[/code]
 

在构造函数中,我们首先打开区块链的数据库,然后去数据库查看最后一个区块的Hash值是否存在,如果不存在说明我们的区块链还没有创建,所以需要创建一个创世区块,然后保存到数据库中,最后保存最后一个区块的Hash值到数据库。

在上面的过程中,我们会把最后一个区块的Hash值保存到Blockchain对象的“_lastHash”字段中,这样方便我们以后创建新区块时指定上一个区块的Hash值。

Blockchain类的addBlock()方法需要作如下修改:
 
[code]=inherit

=inheritinclude(=inherit'block.php');
=inheritinclude(=inherit'CuteDB.php');

=inherit=inheritclass =inheritBlockchain
{
    ...

    =inheritpublic =inherit=inheritfunction =inheritaddBlock=inherit($data)
    {
        $newBlock = =inheritnew Block(=inherit$this->_lastHash, $data);

        $hash = $newBlock->getBlockHash();

        =inherit$this->_db->set($hash, serialize($newBlock));
        =inherit$this->_db->set(Blockchain::lastHashField, $hash);

        =inherit$this->_lastHash = $hash;
    }
}
[/code]
 

因为“_lastHash”字段保存了最后一个区块的Hash值,所以在新创建区块时把这个Hash值作为前一个区块的Hash值传入到参数即可。在保存区块时,首先使用区块的Hash值作为键,然后序列化区块后作为值,保存到数据库中,最后更新最后一个区块的Hash值。

然后我们新创建一个方法打印整条区块链:
 
[code]=inherit

=inheritinclude(=inherit'block.php');
=inheritinclude(=inherit'CuteDB.php');

=inherit=inheritclass =inheritBlockchain
{
    ...

    =inheritpublic =inherit=inheritfunction =inheritprintBlockchain=inherit()
    {
        $lastHash = =inherit$this->_lastHash;

        =inheritwhile (=inherittrue) {
            $block = =inherit$this->_db->get($lastHash);
            =inheritif (!$block) {
                =inheritbreak;
            }

            $block = unserialize($block);

            printf(=inherit"PrevHash: %s\n", $block->prevHash);
            printf(=inherit"Hash: %s\n", $block->hash);
            printf(=inherit"Data: %s\n", $block->data);
            printf(=inherit"Nonce: %s\n\n\n", $block->nonce);

            $lastHash = $block->prevHash;
        }
    }
}
[/code]
 

这个方法很简单,就是使用最后一个区块的Hash值来不断回溯整条区块链。

最后,我们通过测试代码来测试一下我们的结果:
 
[code]=inherit

=inheritinclude(=inherit'blockchain.php');

$bc = =inheritnew Blockchain();

$bc->addBlock(=inherit'This is block1');
$bc->addBlock(=inherit'This is block2');

$bc->printBlockchain();
[/code]
 

结果输出如下:
/uploads/fox/27092315_0.jpg

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