区块链扫盲篇之使用PHP实现区块链（三） – 区块链持久化

引言

前一篇文章我们已经介绍了怎么为区块链加上工作量证明，但离可用的区块链还差很远。我们现在的区块链保存在内存中，进程退出或者机器重启都会导致区块链数据丢失。所以这一篇文章主要介绍怎么持久化我们的区块链到磁盘中，这样重启电脑也不会丢失我们的区块链。
 
 
2数据库选择
 

市面上有很多数据库可以选择，例如：MySQL、MongoDB、LevelDB等。而在比特币的实现中，使用的是LevelDB。但由于LevelDB要另外安装，所以稍微有点麻烦。

为了简便起见，我自己使用PHP实现了一个简单的文件数据库“CuteDB”，地址是：https://github.com/liexusong/CuteDB。CuteDB只实现了简单“get”、“set”和“delete”操作，所以使用起来非常简单。CuteDB使用HashTable作为存储算法，有兴趣可以查看源码。
 
 
3存储结构
 

我们使用区块的Hash值作为键，将区块序列化后作为值来存储。而使用“lasthash”作为键来保存最后一个区块的Hash值，这样的话就可以通过最后一个区块的Hash值来不断回溯整个区块链的所有区块。

现在我们需要修改Blockchain类的构造函数：
 

[code]=inherit


=inheritinclude(=inherit'block.php');

=inheritinclude(=inherit'CuteDB.php');



=inherit=inheritclass =inheritBlockchain

{

    =inheritconst dbFile = =inherit'blockchain';

    =inheritconst lastHashField = =inherit'lasthash';



    =inheritprivate $_db = =inheritnull;

    =inheritprivate $_lastHash = =inheritnull;



    =inheritpublic =inherit=inheritfunction =inherit__construct=inherit()

    {

        =inherit$this->_db = =inheritnew CuteDB();



        =inheritif (!=inherit$this->_db->open(Blockchain::dbFile)) {

            =inheritexit(=inherit"Failed to create/open blockchian database");

        }



        =inherit$this->_lastHash = =inherit$this->_db->get(Blockchain::lastHashField);

        =inheritif (!=inherit$this->_lastHash) {

            $block = =inheritnew Block(=inherit'', =inherit'Genesis Block');

            $hash = $block->getBlockHash();

            =inherit$this->_db->set($hash, serialize($block));

            =inherit$this->_db->set(Blockchain::lastHashField, $hash);

            =inherit$this->_lastHash = $hash;

        }

    }

    ...

}

[/code]
 

在构造函数中，我们首先打开区块链的数据库，然后去数据库查看最后一个区块的Hash值是否存在，如果不存在说明我们的区块链还没有创建，所以需要创建一个创世区块，然后保存到数据库中，最后保存最后一个区块的Hash值到数据库。

在上面的过程中，我们会把最后一个区块的Hash值保存到Blockchain对象的“_lastHash”字段中，这样方便我们以后创建新区块时指定上一个区块的Hash值。

Blockchain类的addBlock()方法需要作如下修改：
 

[code]=inherit


=inheritinclude(=inherit'block.php');

=inheritinclude(=inherit'CuteDB.php');



=inherit=inheritclass =inheritBlockchain

{

    ...



    =inheritpublic =inherit=inheritfunction =inheritaddBlock=inherit($data)

    {

        $newBlock = =inheritnew Block(=inherit$this->_lastHash, $data);



        $hash = $newBlock->getBlockHash();



        =inherit$this->_db->set($hash, serialize($newBlock));

        =inherit$this->_db->set(Blockchain::lastHashField, $hash);



        =inherit$this->_lastHash = $hash;

    }

}

[/code]
 

因为“_lastHash”字段保存了最后一个区块的Hash值，所以在新创建区块时把这个Hash值作为前一个区块的Hash值传入到参数即可。在保存区块时，首先使用区块的Hash值作为键，然后序列化区块后作为值，保存到数据库中，最后更新最后一个区块的Hash值。

然后我们新创建一个方法打印整条区块链：
 

[code]=inherit


=inheritinclude(=inherit'block.php');

=inheritinclude(=inherit'CuteDB.php');



=inherit=inheritclass =inheritBlockchain

{

    ...



    =inheritpublic =inherit=inheritfunction =inheritprintBlockchain=inherit()

    {

        $lastHash = =inherit$this->_lastHash;



        =inheritwhile (=inherittrue) {

            $block = =inherit$this->_db->get($lastHash);

            =inheritif (!$block) {

                =inheritbreak;

            }



            $block = unserialize($block);



            printf(=inherit"PrevHash: %s/n", $block->prevHash);

            printf(=inherit"Hash: %s/n", $block->hash);

            printf(=inherit"Data: %s/n", $block->data);

            printf(=inherit"Nonce: %s/n/n/n", $block->nonce);



            $lastHash = $block->prevHash;

        }

    }

}

[/code]
 

这个方法很简单，就是使用最后一个区块的Hash值来不断回溯整条区块链。

最后，我们通过测试代码来测试一下我们的结果：
 

[code]=inherit


=inheritinclude(=inherit'blockchain.php');



$bc = =inheritnew Blockchain();



$bc->addBlock(=inherit'This is block1');

$bc->addBlock(=inherit'This is block2');



$bc->printBlockchain();

[/code]
 

结果输出如下：