干货！如何用Node.js搭建P2P网络

加密货币都是去中心化的应用，去中心化的基础就是P2P网络，其作用和地位不言而喻，无可替代。当然，对于一个不开源的所谓私链(私有区块链)，是否必要，尚无定论。

事实上，P2P网络不是什么新技术。但是，使用Node.js开发的P2P网络，确实值得围观。这一篇，我们就来看看Ebookcoin的点对点网络是如何实现的。

　　源码

主要源码地址：

peer.js: https://github.com/Ebookcoin/ebookcoin/blob/v0.1.3/modules/peer.js

transport.js: https://github.com/Ebookcoin/ebookcoin/blob/v0.1.3/modules/transport.js

router.js: https://github.com/Ebookcoin/ebookcoin/blob/v0.1.3/helpers/router.js

　　类图

流程图

解读

基于http的web应用，抓住路由的定义、设计与实现，是快速弄清业务逻辑的简单方法。目前，分析的是modules文件夹下的各个模块文件，这些模块基本都是独立的Express微应用，在开发和设计上相互独立，各不冲突，逻辑清晰，这为学习分析，提供了便利。

1.路由扩展

任何应用，只要提供Web访问能力或第三方访问的Api，都需要提供从地址到逻辑的请求分发功能，这就是路由。Ebookcoin是基于http协议的Express应用，Express底层基于Node.js的connect模块，因此其路由设计简单而灵活。

前面，在入门部分，已经讲到对路由的分拆调用，这里是其简单实现。先看看helper/router.js吧。

这段代码定义了一个Express路由器Router，并扩展了两个功能：

允许任何客户端调用。其实，就是设置了跨域请求，选项Access-Control-Allow-Origin设置为*，自然任何IP和端口的节点都可以访问和被访问。

添加了地址映射方法。该方法的主要内容如下：

该方法，接受两个对象作为参数：

root: 定义了所要开放Api的逻辑函数;

config: 定义了路由和root定义的函数的对应关系。

其运行的结果，就相当于：

这里关键的小技巧是，在js代码中，对象也是hash值，root.getPeers() 与 root'getPeers' 是一致的。不过后者可以用字符串变量代替，更加灵活，有点像ruby里的元编程。这是脚本语言的优势(简单的字符串拼接处理)。

扩展一下，在类似sails的框架(基于express)里，很多都是可以使用类似config.json的文件直接配置的，包括路由。参考这个函数，很容易理解和实现。

2.节点路由

很轻松就能在peer.js里找到上述map方法的使用：

上面代码的34行，可以直观想象到，会有类似/version的路由出现，44行是express应用，这里就是将定义好的路由放在/api/peers前缀之下，可以确信peer.js文件提供了下面3个公共Api地址：

http://ip:port/api/peers/

http://ip:port/api/peers/version

http://ip:port/api/peers/get

当然，是不是可以直接这么调用，要看具体对应的函数是否还有其他的参数要求，比如：/api/peers/get，按照restful的api设计原则，可以理解为是获得具体某个节点信息，那么总该给个id之类的限定条件吧。看源码：

这里，在具体运行过程中，library就是app.js里传过来的scope，该参数包含的scheme代表了一个z_schema实例。

z_schema是一个第三方组件，具体请看参考链接。该组件提供了json数据格式验证功能。上述代码的意思是：对请求参数query进行验证，验证规则是：object类型，属性ip_str要求长度不小于1的字符串，属性port要求0~65535之间的整数，并且都不能空(必需)。

这就说明，我们应该这样请求http://ip:port/api/peers/get?ip_str=0.0.0.0&port=1234，不然会返回错误信息。回头看看getPeers方法的实现，没有required字段，对应可以直接访问http://ip:port/api/peers/。

看480行，上面的地址，都会调用privated.getByFilter()，并由它从sqlite数据库里查询数据表peers。这里涉及到 dblite第三方组件 (请看参考链接)，对请求操作sqlite数据库进行了简单封装。

3.节点保存

大多数应用，读数据相对简单，难在写数据。上面的代码，都是get请求，可以查寻节点及其信息。我们自然会问，查询的信息从哪里来?初始的节点在哪里?节点变更了，怎么办?

(1)初始化节点

从现实角度考虑，在一个P2P网络中，一个孤立的节点，在没有其他任何节点信息的情况下，仅仅靠网络扫描去寻找其他节点，将是一件很难完成的事情，更别提高效和安全了。

因此，在运行软件之前，初始化一些节点供联网使用，是最简单直接的解决方案。这个在配置文件config.json里，有直接体现：

list的数据格式为：

[

{

ip: 0.0.0.0,

port: 7000

},

...

]

当然，也可以在启动的时候，通过参数提供（代码见47行）。

（2）写入节点

写入节点，就是持久化，或者保存到数据库，或者保存到某个文件。这里保存到sqlite3数据库里的表了，代码如下：

这段代码的意思是，当区块链（后面篇章分析）加载完毕的时候（触发事件），依次将配置的节点写入数据库，如果数据库已经存在相同的记录就忽略，然后更新节点列表，触发节点加载完毕事件。

这里对数据库Sqlite的插入操作，插入语句是library.dbLite.query("INSERT OR IGNORE INTO peers，有意思的是IGNORE操作字符串，是sqlite3支持的（见参考），当数据库有相同记录的时候，该记录被忽略，继续往下执行。

（3）更新节点

事件onPeerReady函数，如下：

两个setImmediate函数的调用，一个循环更新节点列表，一个循环更新节点状态。

第一个循环调用

看看第一个循环调用的函数updatePeerList，

看53行，我们知道，程序通过transport模块的.getFromRandomPeer方法，逐个随机的验证节点信息，并将其做删除和更新处理。如此一来，各种调用关系更加清晰，看流程图更加直观。.getFromRandomPeer的代码：

代码很简单，重要的是理解async.retry的用法（下篇技术分享，详细学习），该方法就是要重复调用第一个task函数20次，有正确返回结果就传给回调函数。这里，只要查到一个节点，就会传给485行的getFromPeer函数，该函数是检验处理现存节点的核心函数，代码如下：

这里最重要的是532行，request第三方组件的使用，请看参考链接。官方说request为简单的http客户端，功能足够强大，可以模拟浏览器访问信息，经常被用来做测试。

第二个循环调用

第二个循环调用的函数很简单，就是循环更改state和clock字段，主要是将禁止的状态state=0，修改为1，如下：

综上，整个P2P网络的读写和更新都已经清楚，回头再看活动图和类图，就更加明朗了。

最后，补充一下数据库里，节点表格peers的字段信息：id,ip,port,state,os,sharePort,version,clock

总结

本篇，重点阅读了peer.js文件，学习了一个使用Node.js开发的P2P网络架构，其特点是：

产品提供初始节点列表，保障了初始化节点快速完成，不至于成为孤立节点;

节点具备跨域访问能力，任何节点之间都可以自由访问;

节点具备自我更新能力，定期查询和更新死掉的节点，保障网络始终畅通;

一旦达到一定的节点数量，就会形成一个互联互通的不死网络。搭建在这种网络上的服务，会充满怎样的诱惑？加密货币为什么会被认为是下一代互联网？这加起来不足千行的代码，可以给我们足够多的遐想空间。

这部分代码，涉及到dblite，request，z_schema等第三方组件，以及Ebookcoin自行实现的事件处理方法library.bus(在app.js文件的行)，都很简单，不再分享或赘述，请自行查阅。本篇涉及的代码中，关于回调的设计很多，值得总结和研究。async组件，被反复使用，有必须汇总一下，请关注后续的技术分享。