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/event"
  14         "github.com/vapor/protocol/bc"
  15         "github.com/vapor/protocol/bc/types"
  16         "github.com/vapor/protocol/state"
  17 )
  18
  19 // msg type
  20 const (
  21         MsgNewTx = iota
  22         MsgRemoveTx
  23         logModule = "protocol"
  24 )
  25
  26 var (
  27         maxCachedErrTxs = 1000
  28         maxMsgChSize    = 1000
  29         maxNewTxNum     = 10000
  30         maxOrphanNum    = 2000
  31
  32         orphanTTL                = 10 * time.Minute
  33         orphanExpireScanInterval = 3 * time.Minute
  34
  35         // ErrTransactionNotExist is the pre-defined error message
  36         ErrTransactionNotExist = errors.New("transaction are not existed in the mempool")
  37         // ErrPoolIsFull indicates the pool is full
  38         ErrPoolIsFull = errors.New("transaction pool reach the max number")
  39         // ErrDustTx indicates transaction is dust tx
  40         ErrDustTx = errors.New("transaction is dust tx")
  41 )
  42
  43 type TxMsgEvent struct{ TxMsg *TxPoolMsg }
  44
  45 // TxDesc store tx and related info for mining strategy
  46 type TxDesc struct {
  47         Tx         *types.Tx `json:"transaction"`
  48         Added      time.Time `json:"-"`
  49         StatusFail bool      `json:"status_fail"`
  50         Height     uint64    `json:"-"`
  51         Weight     uint64    `json:"-"`
  52         Fee        uint64    `json:"-"`
  53 }
  54
  55 // TxPoolMsg is use for notify pool changes
  56 type TxPoolMsg struct {
  57         *TxDesc
  58         MsgType int
  59 }
  60
  61 type orphanTx struct {
  62         *TxDesc
  63         expiration time.Time
  64 }
  65
  66 // TxPool is use for store the unconfirmed transaction
  67 type TxPool struct {
  68         lastUpdated     int64
  69         mtx             sync.RWMutex
  70         store           Store
  71         pool            map[bc.Hash]*TxDesc
  72         utxo            map[bc.Hash]*types.Tx
  73         orphans         map[bc.Hash]*orphanTx
  74         orphansByPrev   map[bc.Hash]map[bc.Hash]*orphanTx
  75         errCache        *lru.Cache
  76         eventDispatcher *event.Dispatcher
  77 }
  78
  79 // NewTxPool init a new TxPool
  80 func NewTxPool(store Store, dispatcher *event.Dispatcher) *TxPool {
  81         tp := &TxPool{
  82                 lastUpdated:     time.Now().Unix(),
  83                 store:           store,
  84                 pool:            make(map[bc.Hash]*TxDesc),
  85                 utxo:            make(map[bc.Hash]*types.Tx),
  86                 orphans:         make(map[bc.Hash]*orphanTx),
  87                 orphansByPrev:   make(map[bc.Hash]map[bc.Hash]*orphanTx),
  88                 errCache:        lru.New(maxCachedErrTxs),
  89                 eventDispatcher: dispatcher,
  90         }
  91         go tp.orphanExpireWorker()
  92         return tp
  93 }
  94
  95 // AddErrCache add a failed transaction record to lru cache
  96 func (tp *TxPool) AddErrCache(txHash *bc.Hash, err error) {
  97         tp.mtx.Lock()
  98         defer tp.mtx.Unlock()
  99
 100         tp.errCache.Add(txHash, err)
 101 }
 102
 103 // ExpireOrphan expire all the orphans that before the input time range
 104 func (tp *TxPool) ExpireOrphan(now time.Time) {
 105         tp.mtx.Lock()
 106         defer tp.mtx.Unlock()
 107
 108         for hash, orphan := range tp.orphans {
 109                 if orphan.expiration.Before(now) {
 110                         tp.removeOrphan(&hash)
 111                 }
 112         }
 113 }
 114
 115 // GetErrCache return the error of the transaction
 116 func (tp *TxPool) GetErrCache(txHash *bc.Hash) error {
 117         tp.mtx.Lock()
 118         defer tp.mtx.Unlock()
 119
 120         v, ok := tp.errCache.Get(txHash)
 121         if !ok {
 122                 return nil
 123         }
 124         return v.(error)
 125 }
 126
 127 // RemoveTransaction remove a transaction from the pool
 128 func (tp *TxPool) RemoveTransaction(txHash *bc.Hash) {
 129         tp.mtx.Lock()
 130         defer tp.mtx.Unlock()
 131
 132         txD, ok := tp.pool[*txHash]
 133         if !ok {
 134                 return
 135         }
 136
 137         for _, output := range txD.Tx.ResultIds {
 138                 delete(tp.utxo, *output)
 139         }
 140         delete(tp.pool, *txHash)
 141
 142         atomic.StoreInt64(&tp.lastUpdated, time.Now().Unix())
 143         tp.eventDispatcher.Post(TxMsgEvent{TxMsg: &TxPoolMsg{TxDesc: txD, MsgType: MsgRemoveTx}})
 144         log.WithFields(log.Fields{"module": logModule, "tx_id": txHash}).Debug("remove tx from mempool")
 145 }
 146
 147 // GetTransaction return the TxDesc by hash
 148 func (tp *TxPool) GetTransaction(txHash *bc.Hash) (*TxDesc, error) {
 149         tp.mtx.RLock()
 150         defer tp.mtx.RUnlock()
 151
 152         if txD, ok := tp.pool[*txHash]; ok {
 153                 return txD, nil
 154         }
 155         return nil, ErrTransactionNotExist
 156 }
 157
 158 // GetTransactions return all the transactions in the pool
 159 func (tp *TxPool) GetTransactions() []*TxDesc {
 160         tp.mtx.RLock()
 161         defer tp.mtx.RUnlock()
 162
 163         txDs := make([]*TxDesc, len(tp.pool))
 164         i := 0
 165         for _, desc := range tp.pool {
 166                 txDs[i] = desc
 167                 i++
 168         }
 169         return txDs
 170 }
 171
 172 // IsTransactionInPool check wheather a transaction in pool or not
 173 func (tp *TxPool) IsTransactionInPool(txHash *bc.Hash) bool {
 174         tp.mtx.RLock()
 175         defer tp.mtx.RUnlock()
 176
 177         _, ok := tp.pool[*txHash]
 178         return ok
 179 }
 180
 181 // IsTransactionInErrCache check wheather a transaction in errCache or not
 182 func (tp *TxPool) IsTransactionInErrCache(txHash *bc.Hash) bool {
 183         tp.mtx.RLock()
 184         defer tp.mtx.RUnlock()
 185
 186         _, ok := tp.errCache.Get(txHash)
 187         return ok
 188 }
 189
 190 // HaveTransaction IsTransactionInErrCache check is  transaction in errCache or pool
 191 func (tp *TxPool) HaveTransaction(txHash *bc.Hash) bool {
 192         return tp.IsTransactionInPool(txHash) || tp.IsTransactionInErrCache(txHash)
 193 }
 194
 195 func isTransactionNoBtmInput(tx *types.Tx) bool {
 196         for _, input := range tx.TxData.Inputs {
 197                 if input.AssetID() == *consensus.BTMAssetID {
 198                         return false
 199                 }
 200         }
 201         return true
 202 }
 203
 204 func isTransactionZeroOutput(tx *types.Tx) bool {
 205         for _, output := range tx.TxData.Outputs {
 206                 value := output.AssetAmount()
 207                 if value.Amount == uint64(0) {
 208                         return true
 209                 }
 210         }
 211         return false
 212 }
 213
 214 func (tp *TxPool) IsDust(tx *types.Tx) bool {
 215         return isTransactionNoBtmInput(tx) || isTransactionZeroOutput(tx)
 216 }
 217
 218 func (tp *TxPool) processTransaction(tx *types.Tx, statusFail bool, height, fee uint64) (bool, error) {
 219         tp.mtx.Lock()
 220         defer tp.mtx.Unlock()
 221
 222         txD := &TxDesc{
 223                 Tx:         tx,
 224                 StatusFail: statusFail,
 225                 Weight:     tx.SerializedSize,
 226                 Height:     height,
 227                 Fee:        fee,
 228         }
 229         requireParents, err := tp.checkOrphanUtxos(tx)
 230         if err != nil {
 231                 return false, err
 232         }
 233
 234         if len(requireParents) > 0 {
 235                 return true, tp.addOrphan(txD, requireParents)
 236         }
 237
 238         if err := tp.addTransaction(txD); err != nil {
 239                 return false, err
 240         }
 241
 242         tp.processOrphans(txD)
 243         return false, nil
 244 }
 245
 246 // ProcessTransaction is the main entry for txpool handle new tx, ignore dust tx.
 247 func (tp *TxPool) ProcessTransaction(tx *types.Tx, statusFail bool, height, fee uint64) (bool, error) {
 248         if tp.IsDust(tx) {
 249                 log.WithFields(log.Fields{"module": logModule, "tx_id": tx.ID.String()}).Warn("dust tx")
 250                 return false, nil
 251         }
 252         return tp.processTransaction(tx, statusFail, height, fee)
 253 }
 254
 255 func (tp *TxPool) addOrphan(txD *TxDesc, requireParents []*bc.Hash) error {
 256         if len(tp.orphans) >= maxOrphanNum {
 257                 return ErrPoolIsFull
 258         }
 259
 260         orphan := &orphanTx{txD, time.Now().Add(orphanTTL)}
 261         tp.orphans[txD.Tx.ID] = orphan
 262         for _, hash := range requireParents {
 263                 if _, ok := tp.orphansByPrev[*hash]; !ok {
 264                         tp.orphansByPrev[*hash] = make(map[bc.Hash]*orphanTx)
 265                 }
 266                 tp.orphansByPrev[*hash][txD.Tx.ID] = orphan
 267         }
 268         return nil
 269 }
 270
 271 func (tp *TxPool) addTransaction(txD *TxDesc) error {
 272         if len(tp.pool) >= maxNewTxNum {
 273                 return ErrPoolIsFull
 274         }
 275
 276         tx := txD.Tx
 277         txD.Added = time.Now()
 278         tp.pool[tx.ID] = txD
 279         for _, id := range tx.ResultIds {
 280                 output, err := tx.IntraChainOutput(*id)
 281                 if err != nil {
 282                         // error due to it's a retirement, utxo doesn't care this output type so skip it
 283                         continue
 284                 }
 285                 if !txD.StatusFail || *output.Source.Value.AssetId == *consensus.BTMAssetID {
 286                         tp.utxo[*id] = tx
 287                 }
 288         }
 289
 290         atomic.StoreInt64(&tp.lastUpdated, time.Now().Unix())
 291         tp.eventDispatcher.Post(TxMsgEvent{TxMsg: &TxPoolMsg{TxDesc: txD, MsgType: MsgNewTx}})
 292         log.WithFields(log.Fields{"module": logModule, "tx_id": tx.ID.String()}).Debug("Add tx to mempool")
 293         return nil
 294 }
 295
 296 func (tp *TxPool) checkOrphanUtxos(tx *types.Tx) ([]*bc.Hash, error) {
 297         view := state.NewUtxoViewpoint()
 298         if err := tp.store.GetTransactionsUtxo(view, []*bc.Tx{tx.Tx}); err != nil {
 299                 return nil, err
 300         }
 301
 302         hashes := []*bc.Hash{}
 303         for _, hash := range tx.SpentOutputIDs {
 304                 if !view.CanSpend(&hash) && tp.utxo[hash] == nil {
 305                         hashes = append(hashes, &hash)
 306                 }
 307         }
 308         return hashes, nil
 309 }
 310
 311 func (tp *TxPool) orphanExpireWorker() {
 312         ticker := time.NewTicker(orphanExpireScanInterval)
 313         defer ticker.Stop()
 314
 315         for now := range ticker.C {
 316                 tp.ExpireOrphan(now)
 317         }
 318 }
 319
 320 func (tp *TxPool) processOrphans(txD *TxDesc) {
 321         processOrphans := []*orphanTx{}
 322         addRely := func(tx *types.Tx) {
 323                 for _, outHash := range tx.ResultIds {
 324                         orphans, ok := tp.orphansByPrev[*outHash]
 325                         if !ok {
 326                                 continue
 327                         }
 328
 329                         for _, orphan := range orphans {
 330                                 processOrphans = append(processOrphans, orphan)
 331                         }
 332                         delete(tp.orphansByPrev, *outHash)
 333                 }
 334         }
 335
 336         addRely(txD.Tx)
 337         for ; len(processOrphans) > 0; processOrphans = processOrphans[1:] {
 338                 processOrphan := processOrphans[0]
 339                 requireParents, err := tp.checkOrphanUtxos(processOrphan.Tx)
 340                 if err != nil {
 341                         log.WithFields(log.Fields{"module": logModule, "err": err}).Error("processOrphans got unexpect error")
 342                         continue
 343                 }
 344
 345                 if len(requireParents) == 0 {
 346                         addRely(processOrphan.Tx)
 347                         tp.removeOrphan(&processOrphan.Tx.ID)
 348                         tp.addTransaction(processOrphan.TxDesc)
 349                 }
 350         }
 351 }
 352
 353 func (tp *TxPool) removeOrphan(hash *bc.Hash) {
 354         orphan, ok := tp.orphans[*hash]
 355         if !ok {
 356                 return
 357         }
 358
 359         for _, spend := range orphan.Tx.SpentOutputIDs {
 360                 orphans, ok := tp.orphansByPrev[spend]
 361                 if !ok {
 362                         continue
 363                 }
 364
 365                 if delete(orphans, *hash); len(orphans) == 0 {
 366                         delete(tp.orphansByPrev, spend)
 367                 }
 368         }
 369         delete(tp.orphans, *hash)
 370 }