本篇文章主要是POS共识的简单实现，其中有许多地方都做了简化。POS的原理已在上篇文章中描述过，如果对POS的原理不太清晰的可以进行查看。文章地址：共识算法学习总结。

代码实现的功能有：添加区块、查看区块链、添加验证者以及查看所有的验证者。代码使用bolt数据库进行数据持久化。

创建一条区块链

系统运行时，首先运行命令创建一条区块链。该函数主要的功能：创建一个创世块，并把创世块保存在bolt数据库中。

func create() {// 生成创世块genesisBlock := common.Block{}genesisBlock = common.Block{0,time.Now().String(),"",GenerateHashValue(genesisBlock),"",common.Validator{},}// 获取bolt数据库句柄db := common.GetDB()defer db.Close()// 把创世块添加进数据库文件中db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {// 获取bucketbucket, err := tx.CreateBucketIfNotExists([]byte(common.BlocksBucket))if err != nil{fmt.Println(err)return err}// 获取最后一个区块的哈希lastHash := bucket.Get([]byte("lastHash"))if lastHash == nil {bucket.Put([]byte("lastHash"), []byte(genesisBlock.HashCode))bucket.Put([]byte(genesisBlock.HashCode), serializeBlock(genesisBlock))}return err})
}

添加一个区块

当创建一个区块链后就可以往区块链中添加区块。当添加区块时首先开启共识模块，共识模块会在后面讲解。开启共识模块后，把输入的数据打包成区块，然后把区块添加到候选区块通道中，等待共识模块的确认。最后等待共识模块的完成。

func addBlock(data string)  {// 开始共识go consensus.Start()// 把客户端输入的数据封装成区块。这里做了简化，直接生成了区块。// 实际上应由验证者进行打包区块。newBlock := generateBlock(data)// 把新生成的区块添加到候选区块通道中common.CandidateBlokcs <- newBlockselect {// 阻塞等待退出case <- common.ExitChan:return}
}

启动共识

在启动共识的函数中，首先开启一个协程，不断读取候选区块切片中的数据，如果读取到区块就把区块追加到临时区块切片中。协程启动完毕后就开始循环POS共识。

func Start(){// 不断读取候选区块通道，如果有新的区块，就追加到临时区块切片中go func() {for candidate := range common.CandidateBlokcs{fmt.Println("有新的临时区块")common.TempBlocks = append(common.TempBlocks, candidate)}}()for  {// 循环pos共识算法pos()}}

POS共识

进入共识算法后，首先获取临时区块中的区块，接着获取所有的验证者并根据验证者的权重创建一个新的切片。在这个切片中，验证者的权重越高，重复的次数也就越多，也就越容易被选为出块节点。接着通过一个随机数挑选验证者并打包区块。

func pos()  {// 复制临时区块temp := common.TempBlocks// 根据temp的长度判断是否存在临时区块if len(temp) > 0{var tempValidators []common.Validator// 获取所有的验证者validators := getAllValidators()// 根据验证者拥有的token数量及时间得出权重，权重越高，被选取为出块节点的概率越大for i := 0; i < len(validators) - 1; i++{for j := 0; j < validators[i].Tokens * validators[i].Days; j++{tempValidators = append(tempValidators, validators[i])}}// 获取数据库句柄db := common.GetDB()defer db.Close()for _, block := range temp{// 挑选验证者rand.Seed(time.Now().Unix())var rd =rand.Intn(len(tempValidators))block.Validator = validators[rd %　len(validators)]// 持久化db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {bucket := tx.Bucket([]byte(common.BlocksBucket))err := bucket.Put([]byte(block.HashCode), serializeBlock(block))if err != nil {log.Fatal(err)}err = bucket.Put([]byte("lastHash"), []byte(block.HashCode))if err != nil {log.Fatal(err)}return nil})}mutex.Lock()common.ExitChan <- truecommon.TempBlocks = []common.Block{}temp = []common.Block{}mutex.Unlock()}
}

添加验证者

添加验证者时，需要指定验证者的token数量。验证者的地址用时间来模拟。最后把验证者持久化到数据库中，键为验证者的地址，值为序列化后的验证者。

func addValidator(token int)  {// 验证者的地址用当前时间的sha256值代替address := calculateHash(time.Now().String())// 创建一个验证者validator := common.Validator{token,time.Now().Second(),address,}// 添加到数据库中db := common.GetDB()defer db.Close()db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {bucket := tx.Bucket([]byte(common.PeerBucket))err := bucket.Put([]byte(validator.Address), serializeValidator(validator))if err != nil {log.Fatal(err)return err}return nil})
}

查看验证者

查看验证者比较简单，只是查询一下数据库并进行打印。

func view()  {var validators []common.Validatordb := common.GetDB()defer db.Close()db.View(func(tx *bolt.Tx) error {bucket := tx.Bucket([]byte(common.PeerBucket))cursor := bucket.Cursor()for k, v := cursor.First(); k != nil; k, v = cursor.Next(){if string(k) == "lastHash"{continue}block := deserializeValidator(v)validators = append(validators, block)}return nil})spew.Dump(validators)
}

运行结果

最后

项目中做了很多简化并且有很多设计不合理的地方，以后会继续进行改进。源码：https://github.com/blockchainGuide/Consensus_Algorithm