11. 交易缓存

11.1. 概述

区块链中，交易池模块负责缓存节点从网络中接收的待处理交易，在节点生成新的区块，从交易池获取交易并打包至区块内进行上链。

交易池缓存两种类型的交易：

交易池采用模块化设计，使用接口将具体实现与其它模块进行解耦，以便后续迭代添加不同的实现。节点从网络接收到交易时，基于当前节点的状态，验证该交易的有效性（是否超时、是否已上链、是否已在交易池中等），仅当交易有效时，才会被添加至交易池中。

TxPool 接口描述

方法	解释
`Start() error`	启动交易池模块
`Stop() error`	停止交易池模块
`AddTx(tx *common.Transaction, source TxSource) error`	添加交易至交易池
`TxExists(tx *common.Transaction) bool`	查询交易是否存在
`GetTxByTxId(txId string) (tx *common.Transaction, inBlockHeight int64)`	依据txId，查询交易信息
`GetTxsByTxIds(txIds []string)` `(txsRet map[string]*common.Transaction, txsHeightRet map[string]int64)`	批量查询交易信息
`RetryAndRemoveTxs(retryTxs []common.Transaction, removeTxs []common.Transaction)`	在交易池中添加、删除传入的交易，详细解释见交易池状态变动
`FetchTxBatch(blockHeight int64) []*common.Transaction`	获取交易池中缓存的部分待打包交易，并将这部分交易从普通队列移动至待删除队列
`AddTxsToPendingCache(txs []*common.Transaction, blockHeight int64)`	当区块验证通过后，将块内交易添加至待删除队列，并从普通队列中删除

交易池类型	适用场景
single交易池	所有的共识场景
batch交易池	不适用于hotstuff共识场景

single交易池，对池内的状态更新是以单笔交易为基准的，如：添加交易、广播交易、从交易池fetch、删除交易等。

交易池内的队列分为两种：普通队列、待删除队列

添加至交易池的交易来源 TxSource，有三种类型：RPC、P2P、INTERNAL，不同来源的交易，对应不同的检查.

RPC：来自RPC的交易不验证基础的交易信息（如交易ID、时间戳是否符合规范）、不验证交易者的证书；因为RPC模块已做此类校验；成功添加至交易池的交易会广播给其它连接的节点
P2P：其它节点的广播的交易，进行所有的校验
INTERNAL：如果节点在同一高度接收到多个验证有效的区块，当其中某个区块上链后，其余的相同高度区块内的交易会被重新添加进交易池，防止这些交易被抛弃。

为兼容不同的共识算法，交易在交易池中会被记录更多信息，如区块高度信息，高度有三种状态；

交易池的状态变动，主要有如下几种情况：

接收交易：将接收到验证通过后的交易，存储至待打包的队列中
生成区块：调用交易池的FetchTxBatch实现，从交易池获取部分待打包交易，并将这些交易从普通队列移动至待删除队列
验证区块：区块验证通过后，调用交易池的AddTxsToPendingCache，将块内的交易从交易池的普通的队列移动至待删除队列，如果块内不在交易池的普通队列中，则直接添加至待删除队列中
提交区块：调用交易池的RetryAndRemoveTxs 实现，先将同一高度其他区块的交易添加至交易池的普通队列中，同时这些交易如果存在于待删除队列，则将其从待删除移除；再将块内交易从交易池的所有队列中移除（普通队列、待删除队列）

batch交易池是交易池的另一种实现方式，池内状态的更新是以批次作为基准的；如：添加交易至队列、广播交易、从交易池获取等。

同时因为池内的状态更新是以批次为操作单位，来减少链上运行过程中交易池的时间消耗；所以无法支持流水线的hotstuff共识，因为该共识需要对每笔交易添加额外的状态记录（即：交易所在的待提交区块高度信息，详细解释见上）

FetchTxBatch: 因不支持hotstuff，参数blockHeight无使用

GetTxByTxId: 因不支持hotstuff，返回的交易高度信息无意义

GetTxsByTxIds: 因不支持hotstuff，返回的交易高度信息无意义

AddTxsToPendingCache: 因不支持hotstuff，该方法无实现

添加至batch交易池的交易来源与single相同：RPC、P2P、INTERNAL，所做检查也相同，但在添加至交易池时有区别

交易池主要与RPC、MsgBus、Core、BlockChainStore模块进行交互；

流程图如下：

txpool 在节点配置中，有如下配置参数。