今天我要分享的是有关ETH的程序架构，我会深入浅出的解释整个交易跟挖矿的流程，希望大家能够从程序代码大致的架构了解整个项目。

ETH 是一个设计相当精妙的项目，如果说比特币是现代虚拟货币的信仰中心，那个ETH 就是现代虚拟货币的服务中心，他扩展了整个比特币交易系统的设计，近一步地让整个交易扩展到变成服务，进而希望透过服务来解决大家的问题。

现代的网络系统本质上都是一种资讯的交换，然后透过这个交换，形成一种服务，进而解决大家的问题。也就是说任何产生资讯交换的系统都有机会转成有商业价值的服务。

打个比方，当我们在使用uber eats，你透过app 去传递你需要食物的讯息，然后外送员得到这个讯息，他也释放出想要接单的讯息，这个时候你们在网络上达成一个交易，然后你付钱，他将餐点送到你家，整个服务就此完成。这一切媒合完全透过程序来执行。而以太坊恰好就是在这个转变的十字路口上，而透过的就是我们以前有提过的VM 这个技术。

比特币系统其中一个有趣的地方在于，他将交易抽象化成一组动作，让这个动作可以进行传递，就像是一个lambda function，然后这个lambda function的执行环境是客制化的VM ，如此一来，每个节点都可以去验证这个动作。

以太坊将这个lambda function可以做的事情加以扩展，让他从简单的语言变成一个图灵完备的语言，不仅表达能力变成强了，他能够执行更复杂的指令，连带着也将交易的定义变成了一种服务。

共识

目前来说，整个eth 还是使用PoW共识（ETHASH) ，但未来整个方向是朝向PoS 共识前进的交易流程，如果用抵押去取代算力挖矿，可能会让整个挖矿变得更简单，因为相当于存钱有利息，这样的话，很可能会让整个挖矿变得更普及。

执行流程

发起交易

使用web3.js API 对以太坊进行操作，我们可以从

开始看起，这个API 主要就是发起交易，在这个实作里面，我们可以看到他会先拿取解锁后的私钥去作成签名，再组成一个交易，验证为合法交易后，将交易缴交到交易池里面。

交易池

当刚刚的交易被缴交出来后，这些交易如果合法会被放到交易池里面，当放到交易池里面的时候，此时，交易池会对channel 发出一个交易的讯号，然后这个讯号会被挖矿的gorutine 所捕捉，然后会将池子里面的未打包交易取出，然后将其打包起来

挖矿

矿工会根据交易费来决定处理的顺序，基本上，他会将交易费较高的部分排在前面，确保他所拿到的钱是最多的，你可以看到他自定义less 方法，然后使用container heap 传进去后，他会使用这个less 来进行整个heads 的排序，确保交易费高的交易项目在前面。

基本上，在

里面我们可以看到整个挖矿的可以分为四个loop 来执行挖矿的动作，分别是mainLoop 、newWorkLoop 、resultLoop、taskLoop，我们这边以mainLoop里面的txsCh 讯号来探讨，如上所述，如果交易被加入上述的交易池，交易池会透过这个通道来发出讯号，此时在这边会收到这个讯号，然后将这个交易打包，然后进行PoW 共识挖矿。

channel/gorutine model

在这边我们特别提这几个channel ，这些程序负责挖矿的处理，从讯号近来，从交易池取出交易打包，到进行ethash 计算，最后以广播送出block 都在这里面。

比如说在mainLoop里面，有三个主要的通道：有新的mining 任务、有旁支链的产生、有新的交易进来，当收到这些通道的讯号时，分别去做对应的任务，有兴趣写golang的朋友可以在这边好好的研究一下。

执行交易

接下来我们会以newWorkEvent 为例，来描述执行交易跟打包区块的部分。当程序代码执行到commitTransaction 时，此时会对每一个交易进行状态树的修改，也就是将这些交易执行。

这边我们就会看到EVM 这个virtual machine 的实作，也可以说整个以太坊的精华就在这边，以太坊的架构来说，他可以分成３颗树来储存整个交易的资料，分别是世界状态数、交易树、交易收据树，然后这些资料的root 会储存在那个block 的header 里面，借此让client 可以更轻松的查找。我们现在会看到的就是世界状态树的修改。

大致上的流程是这样的，我们先从commitTransaction 去执行某一段交易，然后在使用ApplyTransaction 去创建EVM 的实体。

然后在ApplyMessage 里面透过EVM 去执行交易，包含外部账户以及内部帐户的程序，这边的内部帐户也就是智慧合约的帐户，同时间他会计算奖励， 最后在使用IntermediateRoot 去更新整个世界状态树得到root值，这就是后面我们要写入block header 的值。

在此我们就暂时更新完整个状态树的暂存档，接着我们回到刚刚miner 的部分，将上面的暂存档写入硬盘。

最后再用广播传送给其他节点，如果其他节点也认可的话，最终这个区块就会在链上

结论：

写了好久终于把这篇文章写完了，我已经尽力去考察github 程序代码，如果有错请海涵，不得不说以太坊的设计比起比特币更加模组化，整体的设计也往整个程序的生态系走起，Dapp 之所以能够兴起不是完全是运气，它的确把合约抽象的很好，也让开发者能够很容易跟公链整合。这次就到这边，我们下次见。