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精通IPFS:系统启动之一

今天,我们开始从源代码来一窥 IPFS 系统,下文我们以 Node.JS 为例来讲解 IPFS 的源码。当我们写下如下代码

今天,我们开始从源代码来一窥 IPFS 系统,下文我们以 Node.JS 为例来讲解 IPFS 的源码。当我们写下如下代码

const {createNode} = require('ipfs')const node = createNode()

时,虽然只有简简单单的两句代码,可是内部却执行了非常非常多的代码,接下来我们就来看系统是如何执行,如何初始化系统的。

当我们执行 createNode 函数时,真正执行的函数处于 ipfs/core/index.js 文件中,代码如下:

module.exports.createNode = (options) => { return new IPFS(options)}

上面初始化的 IPFS 对象代表了 IPFS 系统,它位于同一文件中,继承自 EventEmitter 对象。当我们初始化 IPFS 对象时,就开始执行它的构造函数,接下来我们分析下这个构造函数。

  1. 调用父类构造函数。

  2. 设置系统所使用的环境变量。首先,设置系统默认选项。

    const defaults = { init: true, start: true, EXPERIMENTAL: {}, preload: { enabled: true, addresses: [ '/dnsaddr/node0.preload.ipfs.io/https', '/dnsaddr/node1.preload.ipfs.io/https' ] }}

    其次,验证选项是否有效。

    options = config.validate(options || {})

    接下来,调用 mergeOptions 函数,使用用户指定选项参数来合并默认选项。

    最后,处理选项的 initstart 两个配置,代码如下:

    if (options.init === false) { this._options.init = false}if (!(options.start === false)) { this._options.start = true}
  3. 如果在选项中指定了仓库并且类型为字符串,或者没有指定仓库,那么设置所使用的仓库就是默认仓库,否则,使用用户指定的仓库。

    if (typeof options.repo === 'string' || options.repo === undefined) { this._repo = defaultRepo(options.repo)} else { this._repo = options.repo}

    默认仓库定义位于 runtime/repo-nodejs.js 文件中,这个文件内容比较简单,具体如下:

    'use strict'const os = require('os')const IPFSRepo = require('ipfs-repo')const path = require('path')module.exports = (dir) => { const repoPath = dir || path.join(os.homedir(), '.jsipfs') return new IPFSRepo(repoPath)}

    因为我们没有指定仓库的位置,所以它默认位于用户的户主目录下的 .jsipfs 目录。下面,我们看下 IPFSRepo 对象,它位于 ipfs-repo 项目的 index.js 文件中,它的构造函数如下:

    constructor (repoPath, options) {assert.strictEqual(typeof repoPath, 'string', 'missing repoPath')

    this.options = buildOptions(options)this.closed = truethis.path = repoPaththis._locker = this._getLocker()this.root = backends.create('root', this.path, this.options)this.version = version(this.root)this.config = config(this.root)this.spec = spec(this.root)this.apiAddr = apiAddr(this.root)

    }

    在仓库的构造函数中,首先调用 buildOptions 函数来设置仓库的选项。这个函数把用户指定的选项与仓库默认的选项进行合并,同时处理 storageBackendsstorageBackendOptions 两个选项。因为,生成默认仓库时只指定了仓库的目录,而没有指定任务其他选项,所以默认仓库会使用默认选项。默认选项如下,

    { lock: 'fs', storageBackends: { root: require('datastore-fs'), blocks: require('datastore-fs'), keys: require('datastore-fs'), datastore: require('datastore-level') }, storageBackendOptions: { root: { extension: '' }, blocks: { sharding: true, extension: '.data' }, keys: { } }}

    从默认选项中,我们发现锁使用的是文件,根目录、区块目录和 keys 目录使用的是普通文件系统存储,数据存储使用的是 level 数据系统,默认数据文件后缀为 .data

    处理完仓库选项之后,接下来就可以处理仓库。调用 backends.js 文件中定义的函数来创建仓库的目录,根据选项配置即创建主目录对象,默认情况下创建主目录位于 ~/.jsipfs,接下来依次创建版本文件、配置文件、存储规定等对象。

    注意,这些动作完成之后,仓库对象即初始完成,但此时除了主目录外,别的目录及文件并没有真正创建,它们的真正创建要等到启动初始化时才会进行。

  4. 接下来生成内部需要的对象。

    this._peerInfoBook = new PeerBook()this._peerInfo = undefinedthis._bitswap = undefinedthis._blockService = new BlockService(this._repo)this._ipld = new Ipld(ipldOptions(this._blockService, this._options.ipld, this.log))this._preload = preload(this)this._mfsPreload = mfsPreload(this)

    _bitswap 对象在 start 阶段才会真正生成,区块服务对象保存仓库对象、bitswap 对象,系统通过调用区块服务对象的 put、get、delete 操作来处理具体的区块,具体区块可以从本地仓库中中处理,也可以通过 bitswap 对象来处理具体的区块。bitswap 对象此时为空,直到系统启动阶段才会生成并进行设置。

  5. 再接下来扩充系统核心组件,主要用于节点的初始化、启动、终止、关闭等。

    this.init = components.init(this)this.preStart = components.preStart(this)this.start = components.start(this)this.stop = components.stop(this)this.shutdown = this.stopthis.isOnline = components.isOnline(this)

    这些命令后面再进行具体讲解,此处略去不讲。

  6. 再接下来扩充一些交互相关的组件,包括文件相关的操作。

    Object.assign(this, components.filesRegular(this))this.version = components.version(this)this.id = components.id(this)this.repo = components.repo(this)this.bootstrap = components.bootstrap(this)this.config = components.config(this)this.block = components.block(this)this.object = components.object(this)this.dag = components.dag(this)this.files = components.filesMFS(this)this.libp2p = null // assigned on startthis.swarm = components.swarm(this)this.name = components.name(this)this.bitswap = components.bitswap(this)this.pin = components.pin(this)this.ping = components.ping(this)this.pingPullStream = components.pingPullStream(this)this.pingReadableStream = components.pingReadableStream(this)this.pubsub = components.pubsub(this)this.dht = components.dht(this)this.dns = components.dns(this)this.key = components.key(this)this.stats = components.stats(this)this.resolve = components.resolve(this)

    上面两步对系统的扩充可以进行直接调用,也可以通过程序来调用。对应于命令行中的相关命令。

  7. 最后,调用 boot 函数进行系统启动。

到这里,宏观上 IPFS 节点已经启动,可以调用各种命令来把玩系统。

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