在第一篇文章[1]中，我们向大家展示了如何通过精炼的Go代码实现一个简单的区块链。如何计算每个块的 Hash 值，如何验证块数据，如何让块链接起来等等，但是所有这些都是跑在一个节点上的。文章发布后，读者反响热烈，纷纷留言让我快点填坑（网络部分），于是就诞生了这第二篇文章。

第一个节点创建“创始区块”，同时启动 TCP server并监听一个端口，等待其他节点连接。

Step 1

启动其他节点，并与第一个节点建立TCP连接（这里我们通过不同的终端来模拟其他节点）

创建新的块

Step 2

第一个节点验证新生成块

验证之后广播（链的新状态）给其他节点

Step 3

所有的节点都同步了最新的链的状态

之后你可以重复上面的步骤，使得每个节点都创建TCP server并监听（不同的）端口以便其他节点来连接。通过这样的流程你将建立一个简化的模拟的（本地的）P2P网络，当然你也可以将节点的代码编译后，将二进制程序部署到云端。

参考之前第一篇文章，我们使用相同的计算 hash 的函数、验证块数据的函数等。

设置

在工程的根目录创建一个 .env 文件，并添加配置：

ADDR=9000

通过 go-spew 包将链数据输出到控制台，方便我们阅读：

go get github.com/davecgh/go-spew/spew

通过 godotenv 包来加载配置文件：

go get github.com/joho/godotenv

之后创建 main.go 文件。

导入

接着我们导入所有的依赖：

package mainimport ("bufio""crypto/sha256""encoding/hex""encoding/json""io""log""net""os""strconv""time""github.com/davecgh/go-spew/spew""github.com/joho/godotenv")

回顾

让我们再快速回顾下之前的重点，我们创建一个 Block 结构体，并声明一个Block 类型的 slice，Blockchain：

// Block represents each 'item' in the blockchaintype Block struct {Index intTimestamp stringBPM intHash stringPrevHash string}// Blockchain is a series of validated Blocksvar Blockchain Block

创建块时计算hash值的函数：

// SHA256 hashingfunc calculateHash(block Block) string {record := string(block.Index) +block.Timestamp + string(block.BPM) + block.PrevHashh := sha256.Newh.Write(byte(record))hashed := h.Sum(nil)return hex.EncodeToString(hashed)}

创建块的函数：

// create a new block using previous block's hashfunc generateBlock(oldBlock Block, BPM int) (Block, error) {var newBlock Blockt := time.NownewBlock.Index = oldBlock.Index + 1newBlock.Timestamp = t.StringnewBlock.BPM = BPMnewBlock.PrevHash = oldBlock.HashnewBlock.Hash = calculateHash(newBlock)return newBlock, nil}

验证块数据的函数：

// make sure block is valid by checking index,// and comparing the hash of the previous blockfunc isBlockValid(newBlock, oldBlock Block) bool {if oldBlock.Index+1 != newBlock.Index {return false}if oldBlock.Hash != newBlock.PrevHash {return false}if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {return false}return true}

确保各个节点都以最长的链为准：

// make sure the chain we're checking is longer than // the current blockchainfunc replaceChain(newBlocks []Block) {if len(newBlocks) > len(Blockchain) {Blockchain = newBlocks}}

接着我们来建立各个节点间的网络，用来传递块、同步链状态等。

我们先来声明一个全局变量 bcServer，以 channel（译者注：channel 类似其他语言中的 Queue,代码中声明的是一个 Block 数组的 channel）的形式来接受块。

// bcServer handles incoming concurrent Blocksvar bcServer chan Block

注：Channel 是 Go 语言中很重要的特性之一，它使得我们以流的方式读写数据，特别是用于并发编程。通过这里[2]可以更深入地学习 Channel。

接下来我们声明 main 函数，从.env加载配置，也就是端口号，然后实例化bcServer

func main {err := godotenv.Loadif err != nil {log.Fatal(err)}bcServer = make(chan []Block)// create genesis blockt := time.NowgenesisBlock := Block{0, t.String, 0, "", ""}spew.Dump(genesisBlock)Blockchain = append(Blockchain, genesisBlock)}

接着创建 TCP server 并监听端口：

// start TCP and serve TCP serverserver, err := net.Listen("tcp", ":"+os.Getenv("ADDR"))if err != nil {log.Fatal(err)}defer server.Close

需要注意这里的 defer server.Close，它用来之后关闭链接，可以从这里[3]了解更多defer 的用法。

for {conn, err := server.Acceptif err != nil {log.Fatal(err)}go handleConn(conn)}

通过这个无限循环，我们可以接受其他节点的 TCP 链接，同时通过 go handleConn(conn) 启动一个新的 go routine（译者注：Rob Pike 不认为go routine 是协程，因此没有译为协程）来处理请求。

接下来是“处理请求”这个重要函数，其他节点可以创建新的块并通过 TCP 连接发送出来。在这里我们依然像第一篇文章一样，以 BPM 来作为示例数据。

客户端通过 stdin 输入 BPM

以 BPM 的值来创建块，这里会用到前面的函数：generateBlock，isBlockValid，和replaceChain

将新的链放在 channel 中，并广播到整个网络

func handleConn(conn net.Conn) {io.WriteString(conn, "Enter a new BPM:")scanner := bufio.NewScanner(conn)// take in BPM from stdin and add it to blockchain after// conducting necessary validationgo func {for scanner.Scan {bpm, err := strconv.Atoi(scanner.Text)if err != nil {log.Printf("%v not a number: %v", scanner.Text, err)continue}newBlock, err := generateBlock(Blockchain[len(Blockchain)-1], bpm)if err != nil {log.Println(err)continue}if isBlockValid(newBlock, Blockchain[len(Blockchain)-1]) {newBlockchain := append(Blockchain, newBlock)replaceChain(newBlockchain)}bcServer <- Blockchainio.WriteString(conn, "Enter a new BPM:")}}defer conn.Close}

我们创建一个 scanner，并通过 for scanner.Scan 来持续接收连接中发来的数据。为了简化，我们把 BPM 数值转化成字符串。bcServer <- Blockchain 是表示我们将新的链写入 channel 中。

通过 TCP 链接将最新的链广播出去时，我们需要：

将数据序列化成 JSON 格式

通过 timer 来定时广播

在控制台中打印出来，方便我们查看链的最新状态

// simulate receiving broadcastgo func {for {time.Sleep(30 * time.Second)output, err := json.Marshal(Blockchain)if err != nil {log.Fatal(err)}io.WriteString(conn, string(output))}}for _ = range bcServer {spew.Dump(Blockchain)}

整个 handleConn 函数差不多就完成了，通过这里[4]可以获得完整的代码。

现在让我们来启动整个程序，

go run main.go

就像我们预期的，首先创建了“创世块”，接着启动了 TCP server 并监听9000端口。

接着我们打开一个新的终端，连接到那个端口。（我们用不同颜色来区分）

nc localhost 9000

接下来我们输入一个BPM值：

接着我们从第一个终端（节点）中能看到（依据输入的BPM）创建了新的块。

我们等待30秒后，可以从其他终端（节点）看到广播过来的最新的链。

到目前为止，我们为这个例子添加了简单的、本地模拟的网络能力。当然，肯定有读者觉得这不够有说服力。但本质上来说，这就是区块链的网络层。它能接受外部数据并改变内在数据的状态，又能将内在数据的最新状态广播出去。

接下来你需要学习的是一些主流的共识算法，比如 PoW (Proof-of-Work) 和 PoS (Proof-of-Stake) 等。当然，我们会继续在后续的文章中将共识算法添加到这个例子中。

下一篇文章再见！

参考链接

[1] https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwMDU1MTE1OQ==&mid=2653549361&idx=1&sn=019f54713891cf33ef3bef3b24773a96&chksm=813a62a9b64debbfdd24a8507bb974048a4456e5b0a2d5f685fb3bdf40366a25764c5df8afec&scene=21

[2] https://golangbot.com/channels/

[3] https://blog.golang.org/defer-panic-and-recover

[4] https://github.com/mycoralhealth/blockchain-tutorial/blob/master/networking/main.go