本章源代碼地址：[https://github.com/daleboy/blockchain3] # 前言 前面兩個版本的區塊鏈都是在內存中運行，本質上區塊鏈是一個分布式數據庫，我們在本版中只關注存儲，即將區塊鏈存儲到數據庫中，而分布式在后面的版本中實現。 # 數據選擇 比特幣選擇的數據庫是LevelDB，我們將選擇BoltDB： 1. 非常簡單和簡約 2. 用 Go 實現 3. 不需要運行一個服務器 4. 能夠允許我們構造想要的數據結構 BoltDB使用鍵值存儲，其API僅限于值的獲取或存儲。 BoltDB沒有數據類型，鍵和值都是字節數組（byte array），為了存儲區塊（Block），需要將struct序列化為byte array，取出時候，還需要將byte array反序列化為struct。 # 數據庫結構 數據庫結構決定了我們存儲什么到數據庫，以及存儲的形式。我們參考比特幣的數據庫結構： Bitcoin Core 使用兩個 “bucket” 來存儲數據： 1. 其中一個 bucket 是**blocks**，它存儲了描述一條鏈中所有塊的元數據 2. 另一個 bucket 是**chainstate**，存儲了一條鏈的狀態，也就是當前所有的未花費的交易輸出，和一些元數據 此外，出于性能的考慮，Bitcoin Core 將每個區塊（block）存儲為磁盤上的不同文件。如此一來，就不需要僅僅為了讀取一個單一的塊而將所有（或者部分）的塊都加載到內存中。但是，為了簡單起見，我們并不會實現這一點。 因為目前還沒有交易，所以我們只需要**blocks**bucket。另外，正如上面提到的，我們會將整個數據庫存儲為單個文件，而不是將區塊存儲在不同的文件中。所以，我們也不會需要文件編號（file number）相關的東西。最終，我們會用到的鍵值對有： 1. 32 字節的 block-hash -> block 的結構，目的性不言而喻 2. 鏈中最后一塊的hash，目的是為了挖新區塊時候需要用到 # 序列化 我們用[encoding/gob](https://link.jianshu.com/?t=https://golang.org/pkg/encoding/gob/)來完成序列化。  這里需要注意，由于在go中，struct是一個值類型，所以創建實例時候直接按值類型的方式創建，而為了更好利用內存，通過引用（指針）來使用實例（無論是作為函數的左值還是作為函數的參數）。 # 持久化 持久化在blockchain.go之中實現，從NewBlockchain改造開始： 1. 打開一個數據庫文件 2. 檢查文件里面是否已經存儲了一個區塊鏈 3. 如果已經存儲了一個區塊鏈： 1. 創建一個新的`Blockchain`實例 2. 設置`Blockchain`實例的 tip 為數據庫中存儲的最后一個塊的哈希 4. 如果沒有區塊鏈： 1. 創建創世塊 2. 存儲到數據庫 3. 將創世塊哈希保存為最后一個塊的哈希 4. 創建一個新的`Blockchain`實例，其 tip 指向創世塊（tip 有尾部，尖端的意思，在這里 tip 存儲的是最后一個塊的哈希）  注意的是，存儲到數據庫的最后一個區塊的哈希鍵值對：鍵為字符串"1"的二進制數組，值為哈希值的二進制數組。 ## 區塊鏈結構  序列化后，新的區塊鏈結構不再存儲所有的區塊，而只存儲區塊鏈最后一個區塊的哈希（tip），另外，存儲了一個數據庫連接，這樣方便后面隨時使用。 ## AddBlock 將普通區塊存入數據庫比較簡單： 1. 從數據庫讀取最后一個區塊的哈希； 2. 挖出符合要求的區塊； 3. 將新區塊寫入數據庫表； 4. 修改數據庫表中的tip； 5. 更新當前區塊實例的tip。  # 區塊鏈迭代器 使用區塊鏈迭代器的好處是，我們在讀取區塊鏈中的區塊時候，不必將所有的塊都加載到內存中（因為我們的區塊鏈數據庫可能很大！或者現在可以假裝它可能很大），而是一個一個地讀取它們。  實際上，**選擇一個 tip 就是意味著給一條鏈“投票”**。一條鏈可能有多個分支，最長的那條鏈會被認為是主分支。在獲得一個 tip （可以是鏈中的任意一個塊）之后，我們就可以重新構造整條鏈，找到它的長度和需要構建它的工作。這同樣也意味著，一個 tip 也就是區塊鏈的一種標識符。 # CLI命令行 到目前為止，我們的實現還沒有提供一個與程序交互的接口：目前只是在`main`函數中簡單執行了`NewBlockchain`和`bc.AddBlock`。是時候改變了！現在我們想要擁有這些命令： ~~~ blockchain_go addblock "Pay 0.031337 for a coffee" blockchain_go printchain ~~~ CLI的具體實現在cli.go中，見github。 # main.go 是時候檢驗我們的目標是否實現了：  注意，struct實例化的寫法： （1）以key:value的方式構建struct實例是更嚴謹的寫法 （2）如果是在包內使用，直接寫value是可以的 （3）如果在包外使用，直接寫value會出錯：composite?literal?uses?unkeyed?fields 注意，在命令行執行前，區塊鏈已經創建好了，當然創始區塊也挖好了。 運行結果：