以太坊源码分析：共识（2）引擎

前言

engine 是以太坊封定义的一个接口，它的功能可以分为3类：

1. 验证区块类，主要用在将区块加入到区块链前，对区块进行共识验证。
2. 产生区块类，主要用在挖矿时。
3. 辅助类。

接下来我们看一下 engine 具体定义了哪些功能，还有各功能的使用场景。

engine定义的具体功能

engine有3类功能，验证区块类、产生区块类、辅助类。因为产生区块在前，验证区块在后，接下来采用产生区块类、验证区块类、辅助类，分别介绍它们的功能和使用场景。

验证区块类

1. Prepare ：初始化区块头信息，不同的共识算法初始化不同。使用场景是，worker创建work的时候调用。
2. Finalize ：根据数据生成“基本定型”的区块，但区块头中还缺少部分数据。使用场景是，1）模拟区块链的时候，被 GenerateChain 调用，用来生成区块链。2）交易状态管理时，被 StateProcessor.Process 调用用来执行交易。3）worker创建work的时候调用。
3. Seal ：根据传入的块，进行的是挖矿工作，使用挖矿的结果，修改区块头，然后生成新的区块。使用场景是，被 agent.mine 调用。

验证区块类

1. VerifyHeader ：验证区块头。使用在fetcher中，当fetcher要插入区块的时候，需要先对区块头进行校验。
2. VerifyHeaders ：验证一批区块头。有2种使用场景，1）区块链中， insertChain 当把一批区块插入到区块链这个链条的时候，需要进行检查；2）LightChain中，把一批区块头插入到本地链。
3. VerifyUncles ：验证区块中的叔块。 insertChain 当区块插入区块链的时候，需要对叔块进行验证，调用在VerifyHeaders之后。
4. VerifySeal ：针对Seal函数做的功能进行验证。验证Seal()所修改的区块头中的数据。对外的使用场景是，把Work发送给远端Agent的时候调用。对内的使用场景是，验证区块头的时候会被调用。

辅助类

1. APIs ：生成以太坊共识相关的API。在以太坊启动RPC服务时，生成API。
2. Author ：读取区块头中的 coinbase 。被ethstats使用，ethstats是以太坊状态管理服务，当报告数据的时候，需要获取区块的Author信息。

最后关注一下蓝色的线条，它们代表insertChain所调用的范围，先关的有VerifyHeaders、VerifyUncles、Finalize，涉及到块头的验证、叔块的验证，以及执行区块中的交易，一个区块加入到区块链中，不仅要验证，还要执行各种交易，改变各种状态，所有节点执行确定性的行为之后，达成一致性。

FAQ

• Q：谁实现engine
  A：以太坊中的Ethash和Clique实现了 engine ，Ethash是基于PoW的共识，Clique是基于PoA的共识。
• Q：为什么 insertChain 没有调用 VerifySeal ？
  A：因为 Seal() 修改的是header中的部分数据，在验证区块头的时候，会被调用。只是调用流程在Ethash和Clique中的实现略有不同，后续讲解。