tokenpocket钱包官网首页深入解析挖矿流程：从信号到工作管理的各个环节-你的通用数字钱包

以太坊挖矿流程

挖矿在虚拟货币的运作体系中扮演着至关重要的角色。它依赖于一系列特定信号进行管理，例如新任务的启动、新交易的触发、最长链的切换等。这些环节中蕴藏着众多值得探究的细节。

新工作启动信号的作用

挖矿工作信号

//miner/worker.go:409
case req := <-w.newWorkCh:
   w.commitNewWork(req.interrupt, req.noempty, req.timestamp)

新工作的启动，标志着挖矿新阶段的开启。在特定的主循环中，它的到来宛如一声发令枪响。时间上，每次信号的来临，都预示着新的探险旅程即将展开。人员需依据这一信号，整合资源，为挖矿做好充分准备。尽管地点在现实坐标中并无实际意义，但在代码世界的逻辑体系中，它却是推动后续工作启动的起点。更重要的是，这构成了挖矿管理流程中的一个关键环节，缺少这一信号，后续工作将难以进行。此外，这个信号通常与网络状况紧密相关，网络波动时，信号的接收是否会延迟，这也是我们必须思考的问题。

worker.txsSub = eth.TxPool().SubscribeNewTxsEvent(worker.txsCh)

信号一旦到来，系统便立刻启动反应机制，迅速调配资源，着手构建所需环境。开发人员需依据信号指示明确工作路径，比如选择何种算法及代码逻辑。这一过程环环相扣，包含众多技术细节与流程管理环节。

//miner/worker.go:451
case ev := <-w.txsCh:
   if !w.isRunning() && w.current != nil {//❶
      w.mu.RLock()
      coinbase := w.coinbase
      w.mu.RUnlock()
      txs := make(map[common.Address]types.Transactions)
      for _, tx := range ev.Txs {//❷
         acc, _ := types.Sender(w.current.signer, tx)
         txs[acc] = append(txs[acc], tx)
      }
      txset := types.NewTransactionsByPriceAndNonce(w.current.signer, txs)//❸
      w.commitTransactions(txset, coinbase, nil)//❹
      w.updateSnapshot()//❺
   } else {
      if w.config.Clique != nil && w.config.Clique.Period == 0 {//❻
         w.commitNewWork(nil, false, time.Now().Unix())
      }
   }
   atomic.AddInt32(&w.newTxs, int32(len(ev.Txs)))//❼

新交易信号处理差别

挖矿状态不同，处理新交易信号的方法也大相径庭。在执行PoA挖矿且允许连续出块的情况下，一旦捕捉到新信号，就必须暂停当前任务，从头开始。这个时刻至关重要，指的是接收到信号的那一刻，工作方向必须转变。从操作人员角度来说，他们需要调整任务程序。而在其他挖矿状态下，例如仅使用当前的挖矿环境，直接提交交易即可。

//miner/worker.go:412
case ev := <-w.chainSideCh:
   if _, exist := w.localUncles[ev.Block.Hash()]; exist {//❶
      continue
   }
   if _, exist := w.remoteUncles[ev.Block.Hash()]; exist {
      continue
   }
   if w.isLocalBlock != nil && w.isLocalBlock(ev.Block) {//❷
      w.localUncles[ev.Block.Hash()] = ev.Block
   } else {
      w.remoteUncles[ev.Block.Hash()] = ev.Block
   }
   if w.isRunning() && w.current != nil && w.current.uncles.Cardinality() < 2 {//❸
      start := time.Now()
      if err := w.commitUncle(w.current, ev.Block.Header()); err == nil {//❹
         var uncles []*types.Header
         w.current.uncles.Each(func(item interface{}) bool {
            //...
         })
         w.commit(uncles, nil, true, start)//❺
      }
   }

在这其中，数据量的处理也是一个问题。在PoA挖矿过程中，尽管接收到了新的交易信号，但实际上并未使用到数据量，仅将其视为交易发生的标志。此外，若遇到叔块数量不足的情况，可能不会处理交易，这些情况与新交易信号的处理紧密相关。由此可见，新交易信号的影响并非独立存在，而是与其他条件相互制约。

新区块挖矿初步骤

新区块挖矿启动时，构建区块的工作至关重要。首先，需要根据当前区块的最新高度来设定新区块的基本信息，这其中涉及到明确的顺序概念。例如，必须先根据共识算法设定新区块的挖矿难度，这一步骤涉及到对变量进行计算和调整。在具体的项目中，开发人员会依据算法模型，制定出专门的计算流程，这往往需要经过多次试验和调整系数等操作。

//miner/worker.go:829
parent := w.chain.CurrentBlock()//❶

if parent.Time() >= uint64(timestamp) {//❷
   timestamp = int64(parent.Time() + 1)
}
if now := time.Now().Unix(); timestamp > now+1 {
   wait := time.Duration(timestamp-now) * time.Second
   log.Info("Mining too far in the future", "wait", common.PrettyDuration(wait))
   time.Sleep(wait)//❸
}
num := parent.Number()
header := &types.Header{//❹
   ParentHash: parent.Hash(),
   Number:     num.Add(num, common.Big1),
   GasLimit:   core.CalcGasLimit(parent, w.gasFloor, w.gasCeil),
   Extra:      w.extra,
   Time:       uint64(timestamp),
}
if w.isRunning() {
		if w.coinbase == (common.Address{}) {
			log.Error("Refusing to mine without etherbase")
			return
		}
		header.Coinbase = w.coinbase//❺
}

新区块的时间戳对挖矿有影响，若其速度超过当前节点时间，就需要暂停。这样做是为了防止异常发生。若这一环节处理不当，整个挖矿体系后续的计算结果将出现偏差。时间上的微小误差可能导致连锁反应，进而影响链路中各个部分的工作顺序和效率。

环境信息的创建意义

if err := w.engine.Prepare(w.chain, header); err != nil {//❻
   log.Error("Failed to prepare header for mining", "err", err)
   return
}

创建新的挖矿环境上下文信息至关重要。采用专门定义的“environment”来记录与挖矿相关的信息，是一种十分明智的做法。在实际操作中，这样做能便于各环节间信息的共享。例如，各个子程序都能从这获取必要的基础信息，进而调整自己的执行策略。

在挖矿流程中，这一信息就如同字典一般，详尽地记录了众多关键参数。工作人员在核对或调整某个环节时，往往需要频繁查阅这些环境信息。缺少了它，环节间的信息传递将出现断层，导致对接失败，进而影响挖矿的效率和精确度。

	err := w.makeCurrent(parent, header)
	if err != nil {
		log.Error("Failed to create mining context", "err", err)
		return
	}

PoW运算相关

//miner/worker.go:886
uncles := make([]*types.Header, 0, 2)
commitUncles := func(blocks map[common.Hash]*types.Block) {
   for hash, uncle := range blocks {//❷
      if uncle.NumberU64()+staleThreshold <= header.Number.Uint64() {
         delete(blocks, hash)
      }
   }
   for hash, uncle := range blocks {
      if len(uncles) == 2 {//❸
         break
      }
      if err := w.commitUncle(env, uncle.Header()); err != nil {
      } else {
         uncles = append(uncles, uncle.Header())
      }
   }
}
commitUncles(w.localUncles)//❶
commitUncles(w.remoteUncles)

PoW运算在挖矿过程中扮演着至关重要的角色。一旦区块打包完成，便需寻找Nonce值以启动运算。这一过程对计算机的算力以及诸多资源提出了考验。例如，在性能不同的运算设备上，寻找Nonce的速度差异显著。从能耗的角度来看，性能更高的设备在执行PoW运算时可能会消耗更多的电力。

每次启动运算前，必须先通过操作stopCh来终止当前任务。这一系列操作旨在确保PoW运算的稳定进行，防止出现冲突等问题。若操作不当，可能引发干扰，进而导致挖掘出的Nonce无效，甚至整个运算失败。

//miner/worker.go:645
func (w *worker) commitUncle(env *environment, uncle *types.Header) error {
   hash := uncle.Hash()
   //...
   if env.header.ParentHash == uncle.ParentHash {//❹
      return errors.New("uncle is sibling")
   }
   //...
   env.uncles.Add(uncle.Hash())
   return nil
}

区块存储前的检查

在存储新区块前，必须先核实区块是否已存在。从时间角度分析，这一核实步骤能确保数据的准确与唯一。比如，在多次挖矿尝试中，若同一区块被挖掘两次，不进行严格的存在性检查直接存储，必然会导致错误发生。从人员管理的角度出发，技术人员应在存储前提前考虑这一核实过程。若未来区块链网络规模变得极其庞大，缺少这一核实流程将可能引发众多问题。

以太坊挖矿选择叔块

这里还有一点需要考虑，就是挖矿任务被取消的情况。如果PendingTasks中没有对应区块的任务信息，那就意味着任务已被取消，这时候无需再继续处理。这样的处理方式完全符合高效运作的规律。大家觉得，在挖矿流程中，这个检查环节将来是否有可能进行优化，进而提高效率？欢迎大家在评论区留言、点赞和转发这篇文章。

//miner/worker.go:917
pending, err := w.eth.TxPool().Pending()//❶
//...
localTxs, remoteTxs := make(map[common.Address]types.Transactions), pending//❷
for _, account := range w.eth.TxPool().Locals() {
   if txs := remoteTxs[account]; len(txs) > 0 {
      delete(remoteTxs, account)
      localTxs[account] = txs
   }
}
if len(localTxs) > 0 {//❸
   txs := types.NewTransactionsByPriceAndNonce(w.current.signer, localTxs)
   if w.commitTransactions(txs, w.coinbase, interrupt) {
      return
   }
}
if len(remoteTxs) > 0 {//❹
   txs := types.NewTransactionsByPriceAndNonce(w.current.signer, remoteTxs)
   if w.commitTransactions(txs, w.coinbase, interrupt) {
      return
   }
}

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