智能合约代码结构

我们都知道一个智能合约其实就是一段代码,最终执行的是相应的编译器编译出的二进制代码。这个执行二进制代码的环境就叫虚拟机。如果一条区块链系统上集成了相应平台的虚拟机,就可以说这个区块链系统支持了某个平台的智能合约。

我们知道第一个实现智能合约的公链是以太坊,而以太坊实现智能合约的技术原理来源于比特币的脚本代码。比特币的脚本的运行原理是基于堆栈这种数据结构的。具体可以去看《精通比特币》的交易章节---比特币交易脚本和脚本语言。

所以一个虚拟机里最基本也是最核心的数据结构就是要实现一个堆栈(stack);如同CPU结构里的寄存器。我们知道CPU的结构包括:计算单元,存储单元,控制单元。其实一个虚拟机也是一个CPU,也包括这三个部分;在我们的代码结构中,这三个部分被封装在了ExecutionEngine这个类中。

上面的代码可以看到。其实ExecutionEngine就是控制单元。用于在不同数据栈(单元)中的数据的协调。我们介绍一下在引擎中的作用:

invocationStack: 调用栈,在调用其他函数时或调用其他合约都会有一个新的调用栈。

EvaluationStack:计算栈,相当于CPU中的计算单元。存储的是程序中的opCode指令。

AltStack:备用栈,计算栈算出的中间结果可以保存在备用栈.

table:存储单元,持久化合约代码的hash或其他数据的数据库。

从上面的代码可以看出,除了上面的基本运算单元外,还有其他数据结构,我们也简单介绍下:

crypto:区块链系统用到的加密算法。一般是ECDSA(椭圆加密)

dataContainer:触发此合约的数据对象,通常是一个交易(transaction)

state:合约指令执行结果的状态。(是否成功)

opCode:当前执行的指令码。

service:虚拟机交互层,用于一些系统指令的调用。

gas: 合约执行指定的燃料。

gasConsumed:当前已经消耗的燃料.

现在我们对相应数据的代码文件进行简单的介绍:

虚拟机代码结构图

上面的图忘记了最重要的数据结构(堆栈)在utils包中:

堆栈

有了上面的内容,基本上就是一个虚拟机了,可以执行一些简单的逻辑处理了。但是我们除了基本的运算功能之外,既然智能合约是运行在区块链上的。就要访问区块链的数据。比如:BlockChain.GetHeight();获取当前区块链的高度。这样的指令我们称为系统指令。其实这部分指令也就是上面我们介绍的交互层(service):只要我们实现相应的数据结构,就要以当作参数传入虚拟机。然后虚拟机就可以根据解析出的指令找到相应的逻辑处理。在我们的代码中是定义在了一个叫做StateReader(状态读取,就是对区块链系统的相应数据读取)的文件中

状态读取器

上面的代码只是一部分,实现的是相应的运行时状态读取和区块链数据的读取。当然,除了读取也会有写入操作,区块链中最宝贵的资源当然是空间。写入数据我们是按照字节收费的。相应的代码我们定义在stateMachine文件中。

合约的一些操作

既然提到了收费,就简单介绍下。我们的合约里是按指令收费的:

合约指令费用

OK。到这里,基本上一个虚拟机运行所需的代码结构我们基本上有了个框架。其中的细节,就是相应的虚拟机运行过程,还需要大家仔细阅读相应的源码。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,290评论 4 363
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,399评论 1 294
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,021评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,034评论 0 207
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,412评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,651评论 1 219
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,902评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,605评论 0 199
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,339评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,586评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,076评论 1 261
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,400评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,060评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,083评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,851评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,685评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,595评论 2 270

推荐阅读更多精彩内容

  • 文/庄鹏 本文是基于作者近几年来对各种区块链平台理念和技术的研究,结合作者过去十多年的 IT 经验,审慎思考的结果...
    简闻阅读 6,602评论 14 101
  • 原文:Smart contracts 正如我们在[intro]中看到的那样,以太坊中有两种不同类型的帐户:外部拥有...
    Jisen阅读 4,819评论 1 7
  • 其一 鲤鱼化龙岂等闲,脱胎换骨多磨难。 幸有仙子常眷顾,一朝出水惊破天。 其二 锦鲤命舛困浅湾,万里江天一梦还。 ...
    一叶知秋wf阅读 885评论 3 8
  • 啊的
    余大胆儿阅读 130评论 0 0
  • 文/雁南飞 老妈没有工作,干了一辈子临时工,也没有土地,是80年代跟随家属农转非,全称是农业户口转非农业户口,当时...
    雁南飞fly阅读 570评论 31 41