这两天一直在忙着去中心化交易所开发中，目前已经实现了btc和eth的跨连转账，预计年底就可以正式商用上线了，后续这个交易所将开源，我也打算出一个专辑，从0开始搭建去中心化的跨链数字资产交易所。今天继续翻译这个系列，不过今天看的时候，发现这个系列已经有中文翻译了，但是秉着学习的态度，自己继续翻把
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前言
目前为止，我们已经建立了基于工POW的区块链系统，这使得挖矿成为可能。我们的系统越来越接近真实的区块链系统，但是其仍旧缺乏一些重要特征。今天我们一起探讨区块链在数据库中的存储，并将我们的系统加上简单的命令行功能。本质上讲，区块链是一个分布式数据库，我们在这里忽略“分布式”，并将注意力放在“数据库”上。
数据库选型
我们的系统中暂时还没有数据库。我们在每次创建区块的时候将其放在内存里。我们还不能重利用区块链并和他人共享信息。因此，我们需要将其放在内存中。
我们需要哪个数据库？实际上，任意一个都OK。中本聪的论文并未涉及具体的数据库。因此，数据库的选型依赖于开发人员。中本聪发布的第一个btc版本 Bitcoin Core使用levelDB。我们使用BoltDB。
BoltDB
理由:
- 简单并且轻量级
- 使用golang开发.
- 不需要运行服务器
- 允许我们自定义数据结构
Bolt是受LMDB启发使用Golang实现的kv数据库。其目标是在不运行类似Postgre或者MYsql数据库的条件下提供一个简单，快速可靠的数据存储。
看起来满足我们的需要，我们再回顾下
BoltDB是一个kv存储, 这意味着其中没有关系数据表，数据是以kv对存储的。 kv被存储在桶中，桶是用来存储相似的kv对的。为了获取一个数据，需要知道桶和key。
bolt的一个重要特性是其没有数据类型：key和value是位矩阵。由于我们打算把区块存进去，我们需要对其进行序列化。这里使用 encoding/gob而不是json，xml，protobuf来处理。encoding/gob由go标准库提供。
数据结构
在开始执行持久化逻辑之前，我们首先确定我们的数据结构。我们首先看看btc是怎么做的。简言之，bitcoin core使用两个“桶”来存储数据：
（1）blocks存储描述区块的元数据
（2）chainstate存储链的状态，即所有未花费的输出和一些元数据
（1）Database Structure
此外，区块被分开存储在磁盘上的不同文件。这么做可以提高性能：读一个单独的区块不需要将许多区块加载入内存，我们的实现没那么复杂。
blocks'b' + -> 'f' + 4位文件号 -> 文件'l' -> : 'R' -> 1位bool: 我'F' + 1-位flag名字长度 + flag名字字符串 -> 1位bool: 多个't' + 32位的交易hash ->chainstate'c' + 32位的交易哈希->'B' -> 32位的块哈希: the block hash up to which the database represents the unspent transaction outputs更多细节请看here
由于我们当前还没有交易，我们只有blocks桶。同时，如上所述，我们将整个数据库当作一个文件，并不对其分开存储。所以我们不需要相关的文件号。因此我们的kv对如下：
32-块hash ->序列化后的块结构 'l' -> 我们已经讲完了持久化的逻辑。
序列化
如前所述，在boltDB中，数据使用[]byte表示，为了保存我们的区块，我们使用encoding/gob来序列化结构。如下所示（简单起见，我们忽略了错误处理）：
上述代码段简单明了，首先，我们声明了一个buffer来存储序列化数据；然后初始化一个gob编码器来对整个块进行编码；最后将结果以位数组返回。
接下来，我们需要反序列化函数将位数组转成区块。如下所示：
目前位置，我们的序列化任务完成。
持久化
我们从NewBlockchain函数开始。它目前创建了一个新区块链，并加入创始区块到里面。我们要做的是：
1、打开一个数据库文件
2、检查数据库是否由一个区块链
3、如有，否则转4
（a）创建一个新区块实例
（b）将区块链实例的tip指向数据库中最后一个区块的hash值
4、（a）创建创始区块
（b）存于数据库
（c）将创始块的hash保存为最后一个hash
（d）创建一个新区块实例，将其tip指向创始块
代码如下：
一起看看这段代码：
首先打开一个boltDB，注意我们没有错误处理
在boltdb中，数据库操作以事务进行。并且有两类事务：可读的和读写。这里，我们使用读写事务，因为我们要将创始区块塞进去。
这是函数的核心。这里，我们得到了存储我们区块的桶：如果存在，我们从它读了l-key；如果不存在，我们创建创始区块，创建桶，将区块保存到桶里，更新l-key。
因此，注意到创建区块的新方式：
我们并不存储所有的blocks，只保存链的tip。同时，我们存储DB连接，因此我们只打开一次并一直运行它。区块结构如下：
借来我们更新AddBlock方法：添加区块就像添加一个元素到数组中。从现在开始我们将区块存到数据库中。
一起来看看：
这是bolt中的只读事务，我们从数据库中得到最后一个块的hash，并使用它来挖矿
在挖矿后，我们将其保存在数据库中更更新l-key
区块链不难把？
深入区块链
现在所有的区块都已经存到数据库了，我们在这里重新打开区块链并向其加入新的区块。但是我们仍然缺乏一项功能：我们不能把区块打印出来，因为我们不再把区块放进数组里。让我们来搞定这个问题！
boltdb允许迭代所有桶中的key，但是所有key按照位序存储，我们希望打印出来的区块按照其入块顺序。同时，我们不希望将所有的区块加载至内存。为了达到目的，我们在区块中加入迭代器。
当我们每次想迭代访问区块链的时候我们都创造一个迭代器，并保存当前迭代器的块hash和一个数据库的连接。因此，迭代器在逻辑上是区块链的一部分。迭代器的创建也是区块链的方法：
注意到迭代器初始指向区块链的tip，并且区块是以从top到bottom的方法获取的，即从最新到最旧。实际上，选择一个tip意味着为区块投票。一个区块链可以有多个分支，最长的链为主链。当我们得到区块链的tip时，我们可以重构整个链并且确定其长度并依此进行构建股权看来。即tip是区块链的标识符。
区块链的迭代器只做一件事：返回区块链的下一个区块。
数据库大功告成！
命令行
目前为止我们并未对程序生成任何接口：我们只是简单的在main函数里执行NewBlockchain,bc.AddBlock，是时间改进了，我们需要如下命令：
所有的命令行操作都由CLI结构体处理：
入口是run函数：
我们使用标准flag包解析命令参数：
addblockprintchain-dataprintchain我们首先建立了两个子命令，addblock和printchain，然后为addblock加了data flag
接下来我们检查命令并解析flag
然后我们在相关函数中看看解析的是哪个命令
这段代码和之前的非常类似，差别仅仅在于使用迭代器遍历区块链
别忘了修改main函数
让我们看看运行情况：
下次我们将一起讨论钱包，地址和交易！敬请关注！