节点服务

这篇文章目的是为了非常简单地介绍一下节点内提供的当前版本的服务。这里讲的并不会很详细,我们希望这些内容在你在开发使用这些服务的应用或者代码的时候,能够给你提供更多的上下文信息。

节点内的服务

节点的服务体现了一个 Corda 节点所具有的多种子功能(sub functions)。一些服务能够通过 ServiceHub 直接访问 contracts 和 flows,但是还有一些服务是框架内部使用的。任何的公共服务接口(public service interfaces)会定义在 src/main/kotlin/net/corda/core/node/services 文件夹下的 :core gradle 项目中。ServiceHub 接口暴露了适用于 flows 的一些功能。所有标准服务的实现都在 src/main/kotlin/net/corda/node/services 文件夹下的 :node gradle 项目中。src/main/kotlin/net/corda/node/services/api 文件夹包含了仅在内部使用的和节点间互操作所用的服务的声明。

所有的服务都是在 AbstractNode start 方法中被构建的(包括在 Node 中的扩展)。他们可能在初始化的时候还会注册一个关闭处理(shutdown handler),当 Node.stop 被调用的时候会被调用。

为了进行单元测试(unit testing),一些非持久化(non-persistent)的和仅在内存中存在的服务会在 :node:test-utils 项目中被定义。:test-utils 项目还提供了一个内存中运行的模拟网络,可以用来对 flows 和 service 方法进行单元测试。

每一个服务的角色描述如下。

秘钥管理(key management)和身份(identity)服务

InMemoryIdentityService

InMemoryIdentityService 实现了 IdentityService 接口并且提供了对于 CompositKey 和远程的 Parties 的 mapping 的存储。它会从 NetworkMapCache 更新中自动被抛出来,然后被用来将 transaction 中暴露出来的 CompositeKey 转变为完整的 Party identities。这个服务也会用来对网络中的 parties 做默认的 JSON mapping,因此允许了 party name 可以被用来作为其他节点的 legal identities 的引用。未来的 Identity 服务会变成持久化的和可扩展的,来允许在对于非相关的 parties 需要隐藏节点的 well-known Compositkey 的时候,在 flows 中可以使用 anonymised session keys。

PersistentKeyManagementService 和 E2ETestKeyManagementService

通常情况下,使用这些服务是为了找到一个合适的 PrivateKey 来完成一个 flow 中的已确认的 transaction 并提供签名。常规的节点的 legal identifier keys 通常会使用 ServiceHub 中的 helper 扩展方法来访问,但是这最终会委托签名给来自于 KeyManagementService 的内部的 PrivateKeysKeyManagementService 接口也允许在一个 flow 中需要将签名 anonymous keys 的时候,允许生成其他的 keys。需要注意的是,这个接口是在每个单独的 PublickKey 的水平上工作的,并且应该同 NodeInfo 上的 PrivateKey 配对,但是签名的 authority 可能会以 NodeInfo 的 CompositeKey 来表示,这样就允许 key clustering 和 threshold schemes。

PersistentKeyManagementServiceKeyManagementService 接口的一个持久化实现,会将秘钥对存储在数据库中的一个 key-value 存储表中。E2ETestKeyManagementService 是一个 KeyManagementService 的简单实现,用来跟踪当没有数据库的时候,我们的 KeyPairs 在单元测试中是如何被使用的。

消息和网络管理服务

ArtemisMessingServer

ArtemisMessagingServer 服务是在 Corda 节点内部运行的承载 ArtemisMQ 的信息 broker,它用来进行节点间的可信赖的通信。尽管节点可以被配置为不开启这个并且通过将 messagingServerAddress 配置设置为远程的 broker 地址来链接一个远程的 broker。(在测试节点的过程中所使用的 MockNode 并不使用这个服务,取而代之的是一个在内存中的简化的网络层)这个服务不会暴露给任何 CorDapp 代码因为它整体上是一个内部的结构组件。然而,开发者可能需要注意一下这个组件,因为 ArtemisMessagingServer 是负责配置网络的端口(基于 node.conf 中的设置)并且服务还配置了 ArtemisMQ 中间件的安全设置,并基于在 NetworkMapService 中发布的连接详细信息作为一个构成结点邮箱队列的桥梁。ArtemisMQ broker 被设置使用 TLS1.2 并带有一个自定义的 TrustStore,其包含了一个 Corda 根证书和一个 KeyStore,这个 KeyStore 包含了一个证书和一个由能够关联回这个根证书所签名的密钥。这些 KeyStores 通常会贮存在节点的工作路径下的 certificates 子文件夹下。为了能够使节点间互相连接,整体所有的节点间能够彼此互相验证并且相信他们是在共享一个公用的根证书是非常必要的。并且还要注意的是对于 server 定义的地址信息是 NetworkMapService 广播出去的地址的基础,所以必须要能够被网络中的所有节点在外部连接的。

NodeMessagingClient

NodeMessagingClient 是运行在跨 ArtemisMQ 中间件层的 MessagingService 接口的实现。它通常连接到运行在 ArtemisMessagingServer 服务内部的本地 ArtemisMQ 上。然而,如果需要的话 messagingServerAddress 配置项可以被设置到一个远程的 broker 地址。这个服务的责任包括管理节点的持久化邮箱,发送信息到远程的 peer 节点,正确地接受被消费的消息和复制任何重新发布的消息。这个服务还能够处理从新的 RPC 客户端对话中的传入的请求并且将他们传递给 CordaRPCOpsImpl 来处理这个请求。

InMemoryNetworkMapCache

InMemoryNetworkMapCache 实现了 NetworkMapCache 接口,并且负责跟踪由远程的 NetworkMapService 提供的通过认证的节点的身份信息和提供的服务信息。通常被用来检索带有指定服务的节点,比如一个 Notary service 或者一个 Oracle service。这个服务也允许将友好的名字进行 mapping,或者将一个 Party 的身份信息变成一个完整的 NodeInfo,这个信息会在 StateMachineManager 中被用来在 CompositeKey 之间或者在 flows/contracts 中使用的基于 Party 的地址和物理的 ArtemisMQ 信息层需要的物理的 host 和端口信息进行转换。

存储和持久化相关的服务

StorageServiceImpl

StorageServiceImpl 服务简单地持有对多种持久化相关服务的引用信息,并在 ServiceHub 上提供了一个单一的群组接口。

DBCheckpointStorage

DBCheckpointStorage 服务被使用在从 StateMachineManager 代码内部到持久化 flows 的流程中。因此如果程序终止了,要确保 flows 能够从相同的时间点重新开始并且完成整个 flow。这个服务不应该被任何的 CorDapp 组件来使用。

DBTransactionMappingStorage 和 InMemoryStateMachineRecordedTransactionMappingStorage

DBTransactionMappingStorage 在 StateMachineManager 代码中被用来关联 transactions 和 flows 的。这种关系在对 RPC 客户端的事件接口中被暴露出来,因此允许他们能够跟踪一个 flow 的最终结果并且能够匹配到真正结束了的 transactions/states 上。否则的话这个服务可能不会被任何的 CorDapps 所访问。InMemoryStateMachineRecordedTransactionMappingStorage 服务是作为一个使用不需要数据库的单元测试非持久化的一个实现。

DBTransactionStorage

DBTransactionStorage 服务是 TransactionStorage 接口的一个持久化实现,并且允许 flows 以只读权限来访问整体 transactions,加上 transaction 级别的事件回调方法。新的 transactions 的存储必须通过在 ServiceHub 上的 recordTransactions 方法来生成,并不是通过对这个服务的直接调用,所以大量的事件通知会发生。

NodeAttachmentService

NodeAttachmentService 提供了一个在 ServiceHub 上暴露的 AttachmentStorage 接口的实现,它允许 transactions 可以添加文档,contract code 的拷贝和对于 transaction 的二进制数据。这个服务同样也被 web server 作为接口,来允许文件能够通过 HTTP post 请求来上传。

Flow framework 和 event scheduling services

StateMachineManager

StateMachineManager 是运行节点的 active flows 的服务,这些 flows 可能是由一个 RPC 客户端, web 接口,一个 scheduled state activity 来初始化的,或者是由通过接收到从其他节点发来的一个消息所出发。StateMachineManager 包装了在一个 FlowStateMachineImpl 类实例里的 flow 代码(对 FlowLogic 类的扩展),这个类是一个 Quasar Fiber。这个允许 StateMachineManager 可以在生命周期的所有关键时间点挂起 flows,并将他们序列化的 state 通过 DBCheckpointStorage 服务持久化到数据库中。这个过程使用了 Quasar Fibers 类库的协助来管理这个流程,因此这就要求节点需要在它的 JVM 中运行 Quasar java instrumentation agent。

StateMachineManager 通常会在它的 server 线程上运行一个 flow 直到遇到一个障碍,或者一个外部可见的操作,比如发送一个消息,等待一个消息或者初始一个 subflow。接下来 fiber 会被挂起,并且它的 stack frames 会被序列化到数据库中,因此确保在节点停止运行或者崩溃的时候,flow 能够完全按照原来要执行的动作来重新启动。为了进一步确保一致性,恢复一个 flow 的每个事件都会打开一个数据库事务,这个事务会在该挂起流程中被提交,来确保对数据库所做的修改(比如state 的提交)始终能够跟 flow 的变化保持同步。有了记录下来的 fiber state,StateMachineManager 会按照需求进行网络活动(内部的一个 flow 信息交换实际上可能要涉及多个物理的对话消息来在远程节点上认证和调用注册的 flows)。flow 会一直保持挂起的状态直到所需的消息返回来,然后 scheduler 会重新启动其他的有效的 flows。当收到来自网络层的期望的反馈信息后,StateMachineManager 会加载相关的 flow,在阻塞的步骤之后带着接收到的消息立即重新启动。因此从 flow 的角度来说,代码作为一个简单流程的线性累加而被执行,即使会有节点的重启和可能出现的重发消息(消息层会基于 checkpoint 的一个 id 来去重)。

StateMachineManager 服务不是直接暴露给 flows 或者 contracts 本身的。

NodeSchedulerService

NodeSchedulerService 实现了 SchedulerService 接口并且会监控 Vault 的更新,以此来跟踪任何的实现了 SchedulableState 接口的新的 states,并且会请求自动 scheduled flow 的初始化。在预定的结束时间, NodeSchedulerService 将会创建一个新的 flow 实例,并将触发这次事件的 state 的引用传递给它。这个 flow 接下来可以开始任何所需的动作。注意:这个预约的活动会在所有在他们的 Vault 中存有该 state 的节点上发生, 那么如果该节点不是预期的初始者的话,这可能就会要求这个 flow 会尽早地结束。

Notary flow 实现服务

PersistentUniquenessProvider, InMemoryUniquenessProvider 和 RaftUniquenessProvider

这些 UniquenessProvider 服务的变量是被 notary flows 用来跟踪被消费的 states,并且因此来拒绝 double-spend 的情况。InMemoryUniquenessProvider 仅仅是用来做单元测试的,默认的 PersistentUniquenessProvider 会将这些变化记录到数据库。当基于 Raft 的 notary 被激活的时候,states 会被整个集群使用 RaftUniquenessProvider 进行跟踪。在这些 notary flows 自身以外,这个服务应该不会被任何其他的 CorDapp 组件来访问。

NotaryService (SimpleNotaryService, ValidatingNotaryService, RaftValidatingNotaryService)

NotaryService 是一个针对于多种不同的 Notary server flow 实现的抽象的基类。默认地,一个节点不会运行任何 NotaryService server 组件。因此你需要指定 notary config。当被节点使用 NotaryFlow.Client subflow 联系的时候,该节点就可能会参与到控制 state 的 唯一性当中。SimpleNotaryService 仅仅提供防止 double spend,但是不会进一步地做任何验证。ValidatingNotaryService 会对提交的 transaction 检查是否其 commands 中列出的所有秘钥都提供了签名,并且会运行 contract verify 方法来确保 state 交换的规则都被遵守。RaftValidatingNotaryService 进一步地扩展了 flow 使其运行在一个基于 RAFT 协议的运行着共享的共识 state 的节点组成的集群中(注意:这个需要在 notaryClusterAddresses 属性中进行额外的配置)。

Vault 相关的服务

NodeVaultService

NodeVaultService 实现了 VaultService 接口来允许访问节点自己的一系列未被消费的 states。这个服务是通过跟踪从 TransactionStorage 服务传回的更新通知,然后会进行相关的更新来删除消费掉的 states 并插入新的 states 的方法实现这样的功能的。最终的更新会被持久化到数据库中。VaultService 向 flows 和 CorDapp 服务暴露了查询和事件通知的 APIs,以此来允许他们对更新做出反馈,或者根据不同的查询条件查询 states,来形成新的消费他们的 transactions。同样的服务也会被转发给 RPC 客户端,所以他们会显示该节点所持有的 states 的 updating views。

NodeSchemaService 和 HibernateObserver

HibernateObserver 在节点的 framework 内运行并且会监听 vault state 的更新,然后 HibernateObserver 会使用 NodeSchemaService 的 mapping service 来将 states 记录到辅助的数据库表中。这个允许 Corda state 更新通过将未打包的数据插入到已经存在的数据库的表的方式被暴露给外部的系统。要想启用这些功能,contract state 必须要实现 QueryableState 接口来定义这些 mappings。

Corda Web Server

Corda 提供了一个简单的 web server,它内嵌了一个 Jetty servlet 容器。Corda web server 并不意味着适用于真是的生产环境的 web apps。相反的,它只是展示了如何在 web apps 中基于 Corda 自身的 RPC 机制,使用 Corda RPC 来提供一个 REST API。

注意:Corda web server 可能会在未来被移除,并且会使用一个标准的 framework 比如 Spring Boot 的一个例子 webapp 来替代。