(三) 区块链数据结构 – 交易

区块由交易组成。区块体中包含若干项交易数据。

交易

交易主要包含两类数据：交易输入和交易输出。
- 交易输入用来指明钱的来源
- 交易输出用来指明钱的去向

除了交易输入和交易输出外，交易中还包含版本号和锁定时间。交易数据的存储结构如下：

交易对象中的各个字段含义如下：

注：如果锁定时间为0，代表立即执行，无需锁定。如果该值小于5亿，则代表区块链到达该高度前，交易不会被执行，如果该值大于5亿，则该值代表Unix纪元时间戳，交易在该时间之后执行。

核心代码 - 变量定义

    // These are bitcoin serialized.
    private long version;                           //交易遵循的版本号
    private ArrayList<TransactionInput> inputs;     //交易的金钱来源
    private ArrayList<TransactionOutput> outputs;   //交易的金钱去向

    private long lockTime;                          //交易的锁定时间

核心代码 - 数据解析

    //解析区块原始字节数据，构造交易对象
    @Override
    protected void parse() throws ProtocolException {
        cursor = offset;

        version = readUint32();         //读取版本号
        optimalEncodingMessageSize = 4;

        // First come the inputs.
        long numInputs = readVarInt();  //读取输入交易量
        optimalEncodingMessageSize += VarInt.sizeOf(numInputs);

        inputs = new ArrayList<>((int) numInputs);

        //逐一解析输入交易对象
        for (long i = 0; i < numInputs; i++) {
            //构造输入交易对象
            TransactionInput input = new TransactionInput(params, this, payload, cursor, serializer);
            inputs.add(input);
            long scriptLen = readVarInt(TransactionOutPoint.MESSAGE_LENGTH);
            optimalEncodingMessageSize += TransactionOutPoint.MESSAGE_LENGTH + VarInt.sizeOf(scriptLen) + scriptLen + 4;
            cursor += scriptLen + 4;
        }

        // Now the outputs
        long numOutputs = readVarInt(); //读取输出交易量
        optimalEncodingMessageSize += VarInt.sizeOf(numOutputs);
        outputs = new ArrayList<>((int) numOutputs);

        //逐一解析输出交易对象
        for (long i = 0; i < numOutputs; i++) {
            //构造输出交易对象
            TransactionOutput output = new TransactionOutput(params, this, payload, cursor, serializer);
            outputs.add(output);
            long scriptLen = readVarInt(8);
            optimalEncodingMessageSize += 8 + VarInt.sizeOf(scriptLen) + scriptLen;
            cursor += scriptLen;
        }
        lockTime = readUint32();
        optimalEncodingMessageSize += 4;
        length = cursor - offset;
    }

交易输入

交易输入指明了交易的金钱来源。在比特币系统中，交易的金钱来源，并不来自于某一特定账户，而来自于其他人的输出。
比如A和B分别转给C一笔金钱，则当C向D支付时，需要用A和B的输出作为输入。

交易输入中，存储了其关联的交易输出指针，同时还存储了该输出的解锁脚本。

交易输入结构如下：

交易输入中，各个字段的含义如下：

注：只有解锁脚本正确，才能对输出进行消费。解锁脚本需要使用当前用户的秘钥进行签名，因此只有当前用户，能使用别人来的输出。

核心代码 - 变量定义

    // Allows for altering transactions after they were broadcast. Values below NO_SEQUENCE-1 mean it can be altered.
    private long sequence;
    // Data needed to connect to the output of the transaction we're gathering coins from.
    //关联的交易输出
    private TransactionOutPoint outpoint;
    // The "script bytes" might not actually be a script. In coinbase transactions where new coins are minted there
    // is no input transaction, so instead the scriptBytes contains some extra stuff (like a rollover nonce) that we
    // don't care about much. The bytes are turned into a Script object (cached below) on demand via a getter.
    // 脚本字节数组可能并不是实际的脚本，在创世区块中，没有输入交易，该字段可能存储其他数据。正常情况下，该数据会转换成脚本对象
    private byte[] scriptBytes;

核心代码 - 数据解析

    //通过区块的原始字节数据，构造输入交易对象
    @Override
    protected void parse() throws ProtocolException {
        //构造该输入交易对应的输出(接收地址)
        //解析数据时，会解析出对应输出所在交易的Hash地址以及交易输出对应的索引值
        outpoint = new TransactionOutPoint(params, payload, cursor, this, serializer);
        cursor += outpoint.getMessageSize();
        int scriptLen = (int) readVarInt(); //读取脚本长度
        length = cursor - offset + scriptLen + 4;

        scriptBytes = readBytes(scriptLen); //读取解锁脚本数据
        sequence = readUint32();            //序列号，目前未使用
    }

交易输出

交易输出指明了钱的去向，拥有该输出，并用私钥解密后，方可作为其他交易的输入，进行消费。

交易输出中，存储了支付的金额以及锁定脚本。交易输出的存储结构如下：

交易输出中，各个字段含义如下：

注：只有接收者，通过秘钥加密生成解锁脚本后，方可继续使用该输出作为输入，继续消费。

核心代码 - 变量定义

    // The output's value is kept as a native type in order to save class instances.
    //支付金额
    private long value;

    // A transaction output has a script used for authenticating that the redeemer is allowed to spend
    // this output.
    //锁定脚本
    private byte[] scriptBytes;

核心代码 - 数据解析

    //解析交易输出数据，包含输出金额和锁定脚本(接收者可以解锁该脚本)
    @Override
    protected void parse() throws ProtocolException {
        value = readInt64();                    //获取交易输出的金额
        scriptLen = (int) readVarInt();         //锁定脚本的长度
        length = cursor - offset + scriptLen;
        scriptBytes = readBytes(scriptLen);     //锁定脚本的内容
    }

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