protocol/txpool.go

   1 package protocol
   2
   3 import (
   4         "errors"
   5         "sync"
   6         "sync/atomic"
   7         "time"
   8
   9         "github.com/golang/groupcache/lru"
  10         log "github.com/sirupsen/logrus"
  11
  12         "github.com/vapor/consensus"
  13         "github.com/vapor/protocol/bc"
  14         "github.com/vapor/protocol/bc/types"
  15         "github.com/vapor/protocol/state"
  16 )
  17
  18 // msg type
  19 const (
  20         MsgNewTx = iota
  21         MsgRemoveTx
  22 )
  23
  24 var (
  25         maxCachedErrTxs = 1000
  26         maxMsgChSize    = 1000
  27         maxNewTxNum     = 10000
  28         maxOrphanNum    = 2000
  29
  30         orphanTTL                = 10 * time.Minute
  31         orphanExpireScanInterval = 3 * time.Minute
  32
  33         // ErrTransactionNotExist is the pre-defined error message
  34         ErrTransactionNotExist = errors.New("transaction are not existed in the mempool")
  35         // ErrPoolIsFull indicates the pool is full
  36         ErrPoolIsFull = errors.New("transaction pool reach the max number")
  37 )
  38
  39 // TxDesc store tx and related info for mining strategy
  40 type TxDesc struct {
  41         Tx         *types.Tx
  42         Added      time.Time
  43         StatusFail bool
  44         Height     uint64
  45         Weight     uint64
  46         Fee        uint64
  47 }
  48
  49 // TxPoolMsg is use for notify pool changes
  50 type TxPoolMsg struct {
  51         *TxDesc
  52         MsgType int
  53 }
  54
  55 type orphanTx struct {
  56         *TxDesc
  57         expiration time.Time
  58 }
  59
  60 // TxPool is use for store the unconfirmed transaction
  61 type TxPool struct {
  62         lastUpdated   int64
  63         mtx           sync.RWMutex
  64         store         Store
  65         pool          map[bc.Hash]*TxDesc
  66         utxo          map[bc.Hash]*types.Tx
  67         orphans       map[bc.Hash]*orphanTx
  68         orphansByPrev map[bc.Hash]map[bc.Hash]*orphanTx
  69         errCache      *lru.Cache
  70         msgCh         chan *TxPoolMsg
  71 }
  72
  73 // NewTxPool init a new TxPool
  74 func NewTxPool(store Store) *TxPool {
  75         tp := &TxPool{
  76                 lastUpdated:   time.Now().Unix(),
  77                 store:         store,
  78                 pool:          make(map[bc.Hash]*TxDesc),
  79                 utxo:          make(map[bc.Hash]*types.Tx),
  80                 orphans:       make(map[bc.Hash]*orphanTx),
  81                 orphansByPrev: make(map[bc.Hash]map[bc.Hash]*orphanTx),
  82                 errCache:      lru.New(maxCachedErrTxs),
  83                 msgCh:         make(chan *TxPoolMsg, maxMsgChSize),
  84         }
  85         go tp.orphanExpireWorker()
  86         return tp
  87 }
  88
  89 // AddErrCache add a failed transaction record to lru cache
  90 func (tp *TxPool) AddErrCache(txHash *bc.Hash, err error) {
  91         tp.mtx.Lock()
  92         defer tp.mtx.Unlock()
  93
  94         tp.errCache.Add(txHash, err)
  95 }
  96
  97 // ExpireOrphan expire all the orphans that before the input time range
  98 func (tp *TxPool) ExpireOrphan(now time.Time) {
  99         tp.mtx.Lock()
 100         defer tp.mtx.Unlock()
 101
 102         for hash, orphan := range tp.orphans {
 103                 if orphan.expiration.Before(now) {
 104                         tp.removeOrphan(&hash)
 105                 }
 106         }
 107 }
 108
 109 // GetErrCache return the error of the transaction
 110 func (tp *TxPool) GetErrCache(txHash *bc.Hash) error {
 111         tp.mtx.Lock()
 112         defer tp.mtx.Unlock()
 113
 114         v, ok := tp.errCache.Get(txHash)
 115         if !ok {
 116                 return nil
 117         }
 118         return v.(error)
 119 }
 120
 121 // GetMsgCh return a unconfirmed transaction feed channel
 122 func (tp *TxPool) GetMsgCh() <-chan *TxPoolMsg {
 123         return tp.msgCh
 124 }
 125
 126 // RemoveTransaction remove a transaction from the pool
 127 func (tp *TxPool) RemoveTransaction(txHash *bc.Hash) {
 128         tp.mtx.Lock()
 129         defer tp.mtx.Unlock()
 130
 131         txD, ok := tp.pool[*txHash]
 132         if !ok {
 133                 return
 134         }
 135
 136         for _, output := range txD.Tx.ResultIds {
 137                 delete(tp.utxo, *output)
 138         }
 139         delete(tp.pool, *txHash)
 140
 141         atomic.StoreInt64(&tp.lastUpdated, time.Now().Unix())
 142         tp.msgCh <- &TxPoolMsg{TxDesc: txD, MsgType: MsgRemoveTx}
 143         log.WithField("tx_id", txHash).Debug("remove tx from mempool")
 144 }
 145
 146 // GetTransaction return the TxDesc by hash
 147 func (tp *TxPool) GetTransaction(txHash *bc.Hash) (*TxDesc, error) {
 148         tp.mtx.RLock()
 149         defer tp.mtx.RUnlock()
 150
 151         if txD, ok := tp.pool[*txHash]; ok {
 152                 return txD, nil
 153         }
 154         return nil, ErrTransactionNotExist
 155 }
 156
 157 // GetTransactions return all the transactions in the pool
 158 func (tp *TxPool) GetTransactions() []*TxDesc {
 159         tp.mtx.RLock()
 160         defer tp.mtx.RUnlock()
 161
 162         txDs := make([]*TxDesc, len(tp.pool))
 163         i := 0
 164         for _, desc := range tp.pool {
 165                 txDs[i] = desc
 166                 i++
 167         }
 168         return txDs
 169 }
 170
 171 // IsTransactionInPool check wheather a transaction in pool or not
 172 func (tp *TxPool) IsTransactionInPool(txHash *bc.Hash) bool {
 173         tp.mtx.RLock()
 174         defer tp.mtx.RUnlock()
 175
 176         _, ok := tp.pool[*txHash]
 177         return ok
 178 }
 179
 180 // IsTransactionInErrCache check wheather a transaction in errCache or not
 181 func (tp *TxPool) IsTransactionInErrCache(txHash *bc.Hash) bool {
 182         tp.mtx.RLock()
 183         defer tp.mtx.RUnlock()
 184
 185         _, ok := tp.errCache.Get(txHash)
 186         return ok
 187 }
 188
 189 // HaveTransaction IsTransactionInErrCache check is  transaction in errCache or pool
 190 func (tp *TxPool) HaveTransaction(txHash *bc.Hash) bool {
 191         return tp.IsTransactionInPool(txHash) || tp.IsTransactionInErrCache(txHash)
 192 }
 193
 194 // ProcessTransaction is the main entry for txpool handle new tx
 195 func (tp *TxPool) ProcessTransaction(tx *types.Tx, statusFail bool, height, fee uint64) (bool, error) {
 196         tp.mtx.Lock()
 197         defer tp.mtx.Unlock()
 198
 199         if tp.isWithdrawSpent(tx) {
 200                 return false, errors.New("pegin-already-claimed")
 201         }
 202
 203         txD := &TxDesc{
 204                 Tx:         tx,
 205                 StatusFail: statusFail,
 206                 Weight:     tx.SerializedSize,
 207                 Height:     height,
 208                 Fee:        fee,
 209         }
 210         requireParents, err := tp.checkOrphanUtxos(tx)
 211         if err != nil {
 212                 return false, err
 213         }
 214
 215         if len(requireParents) > 0 {
 216                 return true, tp.addOrphan(txD, requireParents)
 217         }
 218         if err := tp.addTransaction(txD); err != nil {
 219                 return false, err
 220         }
 221
 222         tp.processOrphans(txD)
 223         return false, nil
 224 }
 225
 226 func (tp *TxPool) isWithdrawSpent(tx *types.Tx) bool {
 227         for key, value := range tx.Entries {
 228                 switch value.(type) {
 229                 case *bc.Claim:
 230                         return tp.store.IsWithdrawSpent(&key)
 231                 default:
 232                         continue
 233                 }
 234         }
 235
 236         return false
 237 }
 238
 239 func (tp *TxPool) addOrphan(txD *TxDesc, requireParents []*bc.Hash) error {
 240         if len(tp.orphans) >= maxOrphanNum {
 241                 return ErrPoolIsFull
 242         }
 243
 244         orphan := &orphanTx{txD, time.Now().Add(orphanTTL)}
 245         tp.orphans[txD.Tx.ID] = orphan
 246         for _, hash := range requireParents {
 247                 if _, ok := tp.orphansByPrev[*hash]; !ok {
 248                         tp.orphansByPrev[*hash] = make(map[bc.Hash]*orphanTx)
 249                 }
 250                 tp.orphansByPrev[*hash][txD.Tx.ID] = orphan
 251         }
 252         return nil
 253 }
 254
 255 func (tp *TxPool) addTransaction(txD *TxDesc) error {
 256         if len(tp.pool) >= maxNewTxNum {
 257                 return ErrPoolIsFull
 258         }
 259
 260         tx := txD.Tx
 261         txD.Added = time.Now()
 262         tp.pool[tx.ID] = txD
 263         for _, id := range tx.ResultIds {
 264                 output, err := tx.Output(*id)
 265                 if err != nil {
 266                         // error due to it's a retirement, utxo doesn't care this output type so skip it
 267                         continue
 268                 }
 269                 if !txD.StatusFail || *output.Source.Value.AssetId == *consensus.BTMAssetID {
 270                         tp.utxo[*id] = tx
 271                 }
 272         }
 273
 274         atomic.StoreInt64(&tp.lastUpdated, time.Now().Unix())
 275         tp.msgCh <- &TxPoolMsg{TxDesc: txD, MsgType: MsgNewTx}
 276         log.WithField("tx_id", tx.ID.String()).Debug("Add tx to mempool")
 277         return nil
 278 }
 279
 280 func (tp *TxPool) checkOrphanUtxos(tx *types.Tx) ([]*bc.Hash, error) {
 281         view := state.NewUtxoViewpoint()
 282         if err := tp.store.GetTransactionsUtxo(view, []*bc.Tx{tx.Tx}); err != nil {
 283                 return nil, err
 284         }
 285
 286         hashes := []*bc.Hash{}
 287         for _, hash := range tx.SpentOutputIDs {
 288                 if !view.CanSpend(&hash) && tp.utxo[hash] == nil {
 289                         hashes = append(hashes, &hash)
 290                 }
 291         }
 292         return hashes, nil
 293 }
 294
 295 func (tp *TxPool) orphanExpireWorker() {
 296         ticker := time.NewTicker(orphanExpireScanInterval)
 297         for now := range ticker.C {
 298                 tp.ExpireOrphan(now)
 299         }
 300 }
 301
 302 func (tp *TxPool) processOrphans(txD *TxDesc) {
 303         processOrphans := []*orphanTx{}
 304         addRely := func(tx *types.Tx) {
 305                 for _, outHash := range tx.ResultIds {
 306                         orphans, ok := tp.orphansByPrev[*outHash]
 307                         if !ok {
 308                                 continue
 309                         }
 310
 311                         for _, orphan := range orphans {
 312                                 processOrphans = append(processOrphans, orphan)
 313                         }
 314                         delete(tp.orphansByPrev, *outHash)
 315                 }
 316         }
 317
 318         addRely(txD.Tx)
 319         for ; len(processOrphans) > 0; processOrphans = processOrphans[1:] {
 320                 processOrphan := processOrphans[0]
 321                 requireParents, err := tp.checkOrphanUtxos(processOrphan.Tx)
 322                 if err != nil {
 323                         log.WithField("err", err).Error("processOrphans got unexpect error")
 324                         continue
 325                 }
 326
 327                 if len(requireParents) == 0 {
 328                         addRely(processOrphan.Tx)
 329                         tp.removeOrphan(&processOrphan.Tx.ID)
 330                         tp.addTransaction(processOrphan.TxDesc)
 331                 }
 332         }
 333 }
 334
 335 func (tp *TxPool) removeOrphan(hash *bc.Hash) {
 336         orphan, ok := tp.orphans[*hash]
 337         if !ok {
 338                 return
 339         }
 340
 341         for _, spend := range orphan.Tx.SpentOutputIDs {
 342                 orphans, ok := tp.orphansByPrev[spend]
 343                 if !ok {
 344                         continue
 345                 }
 346
 347                 if delete(orphans, *hash); len(orphans) == 0 {
 348                         delete(tp.orphansByPrev, spend)
 349                 }
 350         }
 351         delete(tp.orphans, *hash)
 352 }