第四步：应用程序初始化

以下内容为系统启动过程中，每一步骤的详细分析。

第4步，检查相关的加密函数（`src/bitcoind.cpp`）

AppInitSanityChecks 函数初始相关的加密曲线与函数，并且确保只有 Bitcoind 在运行。

调用 SHA256AutoDetect() 方法，探测使用的 SHA256 算法。
调用 RandomInit 方法，初始化随机数。
调用 ECC_Start 方法，初始化椭圆曲线。
调用 globalVerifyHandle.reset(new ECCVerifyHandle()) 方法，重置验证处理器。
调用 InitSanityCheck 方法，进行完整性检查。主要是进行各种底层检查。
调用 LockDataDirectory 方法，锁定数据目录，确保只有一个 bitcoind 进程在使用数据目录。

第4a 步，应用程序初始化（`src/init.cpp::AppInitMain()`）

AppInitMain 函数是应用初始化的主体，包括本步骤在内的以下步骤的主体都是在这个函数内部执行。

调用 Params 函数，获取 chainparams。
方法定义在 src/chainparams.cpp 文件中。这个变量主要是包含一些共识的参数，自身是根据选择不同的网络 main、testnet 或者 regtest 来生成不同的参数。
如果是非 Windows 系统，则调用 CreatePidFile 函数，创建进程的PID文件。
pid 文件简介如下：
- pid文件的内容
  pid文件为文本文件，内容只有一行, 记录了该进程的ID。用cat命令可以看到。
- pid文件的作用
  防止进程启动多个副本。只有获得pid文件(固定路径固定文件名)写入权限(F_WRLCK)的进程才能正常启动并把自身的PID写入该文件中。其它同一个程序的多余进程则自动退出。
如果命令行指定了 shrinkdebugfile 参数或默认的调试文件，则调用日志对象的 ShrinkDebugFile 方法，处理 debug.log 文件。
如果日志长度小于11MB，那么就不做处理；否则读取文件的最后 RECENT_DEBUG_HISTORY_SIZE 10M 内容，重新保存到debug.log文件中。

调用日志对象的 OpenDebugLog 方法，打开日志文件。如果不能打开则抛出异常。

3，4 两步代码如下：

if (g_logger->m_print_to_file) {
    if (gArgs.GetBoolArg("-shrinkdebugfile", g_logger->DefaultShrinkDebugFile())) {
        // Do this first since it both loads a bunch of debug.log into memory,
        // and because this needs to happen before any other debug.log printing
        g_logger->ShrinkDebugFile();
    }
    if (!g_logger->OpenDebugLog()) {
        return InitError(strprintf("Could not open debug log file %s",
                                   g_logger->m_file_path.string()));
    }
}

调用 InitSignatureCache 函数，设置签名缓冲区大小。
方法内部会根据 -maxsigcachesize 参数和默认签名缓冲区的大小来设置最终签名缓冲区大小。
调用 InitScriptExecutionCache 函数，设置脚本执行缓存区大小。
方法内部会根据 -maxsigcachesize 参数和默认签名缓冲区的大小来设置最终脚本执行缓冲区大小。
创建指定数量的签名验证线程，并放入线程组。
具体创建多少个线程，即nScriptCheckThreads 变量在前面根据命令行参数 par 进行设置。创建线程代码如下：
```
if (nScriptCheckThreads) {
    for (int i=0; i<nScriptCheckThreads-1; i++)
        threadGroup.create_thread(&ThreadScriptCheck);
}
```
线程内部调用 ThreadScriptCheck 函数进行执行。 ThreadScriptCheck 函数过程如下：
- 首先调用 RenameThread 函数（内部调用 pthread_setname_np 函数）将当前线程重命名为 bitcoin-scriptch。
- 然后调用 CCheckQueue 队列对象的 Thread 方法，开启内部循环。
  Thread 方法又调用内部私有方法 Loop 方法，生成一个脚本验证工作者，然后进行无限循环，在循环内部调用工作者的 wait(lock) 方法，从而线程进入阻塞，直到有新的任务被加到队列中中时，才会被唤醒执行任务。
创建一个轻量级的任务定时线程。
具体代码如下：
```
CScheduler::Function serviceLoop = boost::bind(&CScheduler::serviceQueue, &scheduler);
threadGroup.create_thread(boost::bind(&TraceThread<CScheduler::Function>, "scheduler", serviceLoop));
```
代码首先调用 boost::bind 方法，生成 CScheduler 对象 serviceQueue 方法的替代方法。然后调用 threadGroup.create_thread 方法，创建一个线程。
线程执行的方法是 boost::bind 返回的替代方法，bind 方法的第一个参数为 TraceThread 函数，第二个参数为线程的名字，第三个参数为serviceQueue 方法的替代方法。
TraceThread 函数内部调用 RenameThread 方法修改线程名字，此处线程名字修改为 bitcoin-scheduler；然后执行传入的可调用对象，此处为前面的替代方法，即 CScheduler 对象 serviceQueue 方法。
serviceQueue 方法主体是一个无限循环方法，如果队列为空，则进程进入阻塞，直到队列有任务，则醒来执行任务，并把任务从队列中移除。
bind 方法简介：
bind并不是一个单独的类或函数，而是非常庞大的家族，依据绑定的参数的个数和要绑定的调用对象的类型，总共有数十种不同的形式，编译器会根据具体的绑定代码制动确定要使用的正确的形式。
bind接收的第一个参数必须是一个可调用的对象f，包括函数、函数指针、函数对象、和成员函数指针，之后bind最多接受9个参数，参数数量必须与f的参数数量相等，这些参数被传递给f作为入参。绑定完成后，bind会返回一个函数对象，它内部保存了f的拷贝，具有operator()，返回值类型被自动推导为f的返回类型。在发生调用时这个函数对象将把之前存储的参数转发给f完成调用。
bind的真正威力在于它的占位符，它们分别定义为_1，_2，_3 一直到 _9,位于一个匿名的名字空间。占位符可以取代 bind 参数的位置，在发生调用时才接受真正的参数。占位符的名字表示它在调用式中的顺序，而在绑定的表达式中没有没有顺序的要求，_1不一定必须第一个出现，也不一定只出现一次。
注册后台信号调度器。
代码如下：
```
GetMainSignals().RegisterBackgroundSignalScheduler(scheduler);
```
GetMainSignals 方法返回类型为 CMainSignals 的静态全局变量（系统启动时预先进行初始化） g_signals。CMainSignals 拥有一个类型为 MainSignalsInstance 的智能指针 m_internals。
MainSignalsInstance 是一个结构体，包含了系统的主要信号和一个调度器，包括：
- UpdatedBlockTip
- TransactionAddedToMempool
- BlockConnected
- BlockDisconnected
- TransactionRemovedFromMempool
- ChainStateFlushed
- Broadcast
- BlockChecked
- NewPoWValidBlock
RegisterBackgroundSignalScheduler 方法生成智能指针 m_internals 对象。在第6步，网络初始化时会指定各种处理器。
```
m_internals.reset(new MainSignalsInstance(&scheduler));
```
简单介绍下信号槽。什么是信号槽？
- 简单来说，信号槽是观察者模式的一种实现，或者说是一种升华。
- 一个信号就是一个能够被观察的事件，或者至少是事件已经发生的一种通知；一个槽就是一个观察者，通常就是在被观察的对象发生改变的时候——也可以说是信号发出的时候——被调用的函数；你可以将信号和槽连接起来，形成一种观察者-被观察者的关系；当事件或者状态发生改变的时候，信号就会被发出；同时，信号发出者有义务调用所有注册的对这个事件（信号）感兴趣的函数（槽）。
- 信号和槽是多对多的关系。一个信号可以连接多个槽，而一个槽也可以监听多个信号。
- 另外信号可以有附加信息。
比特币中使用的是signals2 信号槽。signals2基于Boost的另一个库signals，实现了线程安全的观察者模式。在signals2库中，观察者模式被称为信号/插槽(signals and slots)，他是一种函数回调机制，一个信号关联了多个插槽，当信号发出时，所有关联它的插槽都会被调用。
调用 GetMainSignals().RegisterWithMempoolSignals 方法，注册内存池信号处理器。
方法实现如下：
```
   void CMainSignals::RegisterWithMempoolSignals(CTxMemPool& pool) {
       pool.NotifyEntryRemoved.connect(boost::bind(&CMainSignals::MempoolEntryRemoved, this, _1, _2));
   }
```
pool.NotifyEntryRemoved 变量定义如下：
boost::signals2::signal NotifyEntryRemoved;
上面 connect 方法，把插槽连接到信号上，相当于为信号(事件)增加了一个处理器，本例中处理器为 CMainSignals::MempoolEntryRemoved 返回的 bind 方法。每当有信号产生时，就会调用这个方法。
调用内联函数 RegisterAllCoreRPCCommands ，注册所有核心的 RPC 命令。
这里及下面的钱包注册 RPC 命令只讲下每个 RPC 的作用，具体代码与使用后面会进行细讲。如果想要查看系统提供的 RCP 命令/接口，在命令行下输入 ./src/bitcoin-cli -regtest help 就会显示所有非隐藏的 RPC 命令。如果想要显示某个具体的 RPC 接口，比如 getblockchaininfo，执行如下命令 ./src/bitcoin-cli -regtest help getblockchaininfo，即可显示指定 RPC 的相关信息。
- 首先，调用 RegisterBlockchainRPCCommands 方法，注册所有关于区块链的 RPC 命令。
  方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
  区块链相关的 RPC 命令有如下一些：
  - getblockchaininfo
    返回一个包含区块链各种状态信息的对象。
  - getchaintxstats
    计算有关链中交易总数和费率的统计数据。
  - getbestblockhash
    返回最长区块链的最佳高度区块的哈希。
  - getblockstats
    计算给定窗口的区块统计信息。
  - getblockcount
    返回最长区块链的区块数量。
  - getblock
    返回指定区块的数据。
  - getblockhash
    返回区块哈希值。
  - getblockheader
    返回指定区块的头部。
  - getchaintips
    返回所有区块树的顶端区块信息，包括最佳区块链，孤儿区块链等。
  - getdifficulty
    返回POW难度值。
  - getmempoolancestors
  - getmempooldescendants
  - getmempoolentry
    返回给定交易的交易池数据。
  - getmempoolinfo
    返回交易池活跃状态的详细信息。
  - getrawmempool
    返回交易池中的所有交易ID。
  - gettxout
    返回未花费交易输出的详细信息。
  - gettxoutsetinfo
    返回未花费交易输出的统计信息。
  - pruneblockchain
    修剪区块链。
  - savemempool
    将内存池转储到磁盘。
  - verifychain
    验证区块链数据库。
  - preciousblock
  - scantxoutset
    扫描符合某些特定描述的未花费的交易输出集。
  - invalidateblock
    永久性地将块标记为无效，就好像它违反了共识规则一样。
  - reconsiderblock
    删除块及其后代的无效状态，重新考虑它们以便进行激活。这可用于撤消 invalidateblock 的效果。
  - waitfornewblock
    等待特定的新区块并返回有关它的有用信息。
  - waitforblock
    等待特定的新区块并返回有关它的有用信息。如果超时或区块不存在，则返回指定的区块。
  - waitforblockheight
    等待（最少多少）区块高度并返回区块链顶端的高度和哈希值。如果超时或区块不存在，则返回指定的区块高度和哈希值。
  - syncwithvalidationinterfacequeue
- 其次，调用 RegisterNetRPCCommands 方法，注册所有关于网络相关的 RPC 命令。
  方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
  网络相关的 RPC 命令有如下一些：
  - getconnectioncount
    返回连接到其他节点的数量。
  - ping
    将 ping 请求发送到其他节点，以测量 ping 的时间。
  - getpeerinfo
    返回每一个连接节点的信息。
  - addnode
    添加、或移除、或连接到一个节点一次（目的为了获取其他节点）。
  - disconnectnode
    立即从某个节点断开。
  - getaddednodeinfo
    返回给定节点，或所有节点的信息。
  - getnettotals
    返回网络传输的一些信息。
  - getnetworkinfo
    返回P2P网络的各种状态信息。
  - setban
    向禁止列表中添加或移除IP地址/子网。
  - listbanned
    显示禁止列表的内容
  - clearbanned
    清空禁止列表。
  - setnetworkactive
    禁止或打开所有 P2P 网络活动。
- 再次，调用 RegisterMiscRPCCommands 方法，注册所有的杂项 RPC 命令。
  方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
  杂项相关的 RPC 命令有如下一些：
  - getmemoryinfo
    返回一个包含内存使用信息的对象。
  - logging
    获取或设置日志配置。
  - validateaddress
    验证一个比特币地址是否有效。
  - createmultisig
    创建一个多重签名。
  - verifymessage
    验证一个签名过的消息。
  - signmessagewithprivkey
    用私钥签名一个消息。
  - setmocktime
    设置本地时间，只在回归测试下使用。
  - echo
    简单回显输入参数。此命令用于测试。
  - echojson
    简单回显输入参数。此命令用于测试。
- 再次，调用 RegisterMiningRPCCommands 方法，注册所有关于挖矿相关的 RPC 命令。
  方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
  挖矿相关的 RPC 命令有如下一些：
  - getnetworkhashps
    根据最后的 n 个区块数据，估算网络每秒哈希速率。
  - getmininginfo
    返回与挖矿相关的信息。
  - prioritisetransaction
    以更高(或更低)的优先级接受已挖掘的块中的事务。
  - getblocktemplate
    获取区块链模板，聚合挖矿会用到这个方法，详见 BIPs 22, 23, 9 和 145。
  - submitblock
    提交一个新区块到网络上。
  - submitheader
    将给定的十六进制数字解码为区标头部，并将其作为候选区块链顶端区块头部提交（如果有效）。
  - generatetoaddress
    立即挖掘指定数量的区块，在回归测试中可以快速生成区块。要生成至少 101 个区块，因为在100个区块以后，区块链已经足够稳定，这时Coinbase交易（包含新挖出的比特币的交易）可以被支付。
  - estimatefee
    0.17 版本中被移除。
  - estimatesmartfee
    估计交易所需的费用。
  - estimaterawfee
    估计交易所需的费用。
- 最后，调用 RegisterRawTransactionRPCCommands 方法，注册所有关于原始交易的 RPC 命令。
  方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
  原始交易相关的 RPC 命令有如下一些：
  - getrawtransaction
    返回原始交易。
  - createrawtransaction
    基于输入创建交易，返回交易的16进制。
  - decoderawtransaction
    解码原始交易，返回表示原始交易的JSON对象。
  - decodescript
    解码16进制编码过的脚本。
  - sendrawtransaction
    提交一个原始交易到本地接点和网络。
  - combinerawtransaction
    将多个部分签名的交易合并到一个交易中。合并的交易可以是另一个部分签名的交易或完整签署交易。
  - signrawtransaction
    签名一个原始交易。不建议使用。
  - signrawtransactionwithkey
    用私钥签名一个原始交易。
  - testmempoolaccept
    测试一个原始交易是否能被交易池接受。
  - decodepsbt
    返回一个表示序列化的、base64 编码过的部分签名交易对象。
  - combinepsbt
    合并多个部分签名的交易到一个交易中。
  - finalizepsbt
  - createpsbt
    创建一个部分签名交易格式的交易。
  - converttopsbt
    转化一个网络序列化的交易到 PSBT。
  - gettxoutproof
    区块链方面的。返回包含在区块中的交易的十六进制编码的证明。
  - verifytxoutproof
    区块链方面的。验证区块中交易的证明。
调用钱包接口的 RegisterRPC 方法，注册钱包接口的 RPC 命令。
实现类为 wallet/init.cpp 文件中的 WalletInit ，方法内部调用 RegisterWalletRPCCommands 进行注册，后者又调用 wallet/rpcwallet.cpp 文件中的 RegisterWalletRPCCommands 方法，完成注册钱包的 RPC 命令。
钱包相关的 RPC 命令有如下一些：
- fundrawtransaction
  添加一个输入到交易中，直到交易可以满足输出。
- walletprocesspsbt
  用钱包里面的输入来更新交易，然后签名输入。
- walletcreatefundedpsbt
  以部分签名格式（PSBT）创建和funds交易。
- resendwallettransactions
  立即广播未确认的交易到所有节点。
- abandontransaction
  将钱包内的交易标记为已放弃。
- abortrescan
  停止当前钱包扫描。
- addmultisigaddress
  添加一个 nrequired-to-sign 多重签名地址到钱包。
- addwitnessaddress
  不建议使用。
- backupwallet
  备份钱包。
- bumpfee
- createwallet
  创建并加载一个新钱包。系统会自动创建一个默认的钱包，名字为空。
  ./src/bitcoin-cli -regtest createwallet test
  可以用 listwallets 显示所有加载的钱包，可以用 importprivkey 命令添加一个私钥到钱包。
  当有多个钱包时，为了操作某个特定钱包，需要使用 -rpcwallet=钱包名字，比如：
  ./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet= getwalletinfo ./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet=test getwalletinfo
- dumpprivkey
  显示与地址相关联的私钥，importprivkey 可以使用这个输出。
- dumpwallet
  将所有钱包密钥以人类可读的格式转储到服务器端文件。
- encryptwallet
  用密码加密钱包。
- getaddressinfo
  显示比特币地址信息。
- getbalance
  返回总的可用余额。
- getnewaddress
  返回一个新的比特币地址。
  ./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet=test getnewaddress
  -rpcwallet 参数一定要放在 RPC 命令之前。
  生成地址的过程会先生成私钥，可以通过 dumpprivkey 命令来显示与之相关的私钥，可以通过 setlabel 命令设置与给定地址相关的标签。
- getrawchangeaddress
  返回一个新的比特币地址用于找零。这个用于原始交易，不是常规使用。
- getreceivedbyaddress
  返回至少具有指定确认的交易中给定地址收到的总金额。
- gettransaction
  返回钱包中指定交易的详细信息。
- getunconfirmedbalance
  返回未确认的余额总数。
- getwalletinfo
  返回钱包的信息。
- importmulti
  导入地址或脚本，以 one-shot-only 方式重新扫描所有地址。
- importprivkey
  添加一个私钥到钱包。
  对多个钱包来说要在命令行需要使用 -rpcwallet=钱包名字 来指定使馆名字。比如：./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet= importprivkey "cQM91nga98fMG2xGQHe6LYVH46Yo8tQbHBNQqwMNnrFZPcUs3MMf" ，在执行这个命令时记得要换成你的私钥。
- importwallet
  从转储文件中导入钱包。
- importaddress
  添加一个可以查看的地址或脚本（十六进制），就好像它在钱包里但不能用来支付。
- importprunedfunds
- importpubkey
  添加一个可以查看的公钥，就好像它在钱包里但不能用来支付。
- keypoolrefill
- listaddressgroupings
- listlockunspent
  返回未花费输出的列表。
- listreceivedbyaddress
  列出接收地址的余额。
- listsinceblock
  获取指定区块以来的所有交易，如果省略区块，则获取所有交易。
- listtransactions
  返回指定数量的最近交易，跳过指定账户的第一个开始的交易。
- listunspent
  返回未花费交易输出。
- listwallets
  返回当前已经的钱包列表。
- loadwallet
  从钱包文件或目录中加载钱包。
- lockunspent
  更新暂时不能花费的输出列表。临时解锁或锁定特定的交易输出。
- sendmany
- sendtoaddress
  发送一定的币到指定的地址，即开始进行交易及探矿等。
- settxfee
  设置每 kb 交易费用。
- signmessage
  用某个地址的私钥签名消息。
- signrawtransactionwithwallet
  签名原始交易的输入。
- unloadwallet
  卸载请求端点引用的钱包，否则卸载参数中指定的钱包。
- walletlock
  从内存中移除钱包的加密，锁定钱包。
- walletpassphrasechange
  更新钱包的密码。
- walletpassphrase
  在内存中存储钱包的解密密钥。
- removeprunedfunds
  从钱包中删除指定的交易。
- rescanblockchain
  重新扫描本地区块链进行钱包相关交易。
- sethdseed
  设置或生成确定性分层性钱包的种子。
- getaccountaddress
  不建议使用，即将移除。
- getaccount
  不建议使用，即将移除。
- getaddressesbyaccount
  不建议使用，即将移除。
- getreceivedbyaccount
  不建议使用，即将移除。
- listaccounts
  不建议使用，即将移除。
- listreceivedbyaccount
  不建议使用，即将移除。
- setaccount
  不建议使用，即将移除。
- sendfrom
  不建议使用，即将移除。
- move
  不建议使用，即将移除。
- getaddressesbylabel
  返回与标签相关的所有地址列表。
- getreceivedbylabel
  返回与标签相关的、并且至少指定确认的所有交易的比特币数量。
- listlabels
  返回所有的标签，或与特定用途关联地址相关的标签列表。
- listreceivedbylabel
  返回与标签对应的接收的交易。
- setlabel
  设置与给定地址相关的标签。
- generate
  立即挖出指定的区块（在RPC返回之前）到钱包中指定的地址。
如果命令参数 -server 为真，则调用 AppInitServers 方法，启动服务器。
命令参数 -server 默认情况下被设置为真。
具体代码如下：
```
if (gArgs.GetBoolArg("-server", false))
{
    uiInterface.InitMessage_connect(SetRPCWarmupStatus);
    if (!AppInitServers())
        return InitError(_("Unable to start HTTP server. See debug log for details."));
}
```
AppInitServers 方法内处理流程如下：
- 调用 RPCServer::OnStarted 方法，设置 RPC 服务器启动时的处理方法。
  具体处理方法如下，以后再讲这个方法：
  static void OnRPCStarted() { uiInterface.NotifyBlockTip_connect(&RPCNotifyBlockChange); }
- 调用 RPCServer::OnStopped 方法，设置 RPC 服务器关闭时的处理方法。
  具体处理方法如下，以后再讲这个方法：
  static void OnRPCStopped() { uiInterface.NotifyBlockTip_disconnect(&RPCNotifyBlockChange); RPCNotifyBlockChange(false, nullptr); g_best_block_cv.notify_all(); LogPrint(BCLog::RPC, "RPC stopped.\n"); }
- 调用 InitHTTPServer 方法，初始化 HTTP 服务器。
  if (!InitHTTPServer()) return false;
  InitHTTPServer 方法首先会调用 InitHTTPAllowList 方法初始化允许 JSON-RPC 调用的地址列表。然后生成一个 HTTP 服务器，并设置服务器的超时时间、最大头部大小、最大消息体大小、绑定到指定的地址上（以便允许这些地址发起请求）。最后，生成 HTTP 工作者队列。
- 调用 StartRPC 方法，启动 RPC 信号监听。
- 调用 StartHTTPRPC 方法，启动 HTTP RPC 服务器。
  具体代码如下：
  if (!StartHTTPRPC()) return false;
  StartHTTPRPC 方法处理如下：
  - 首先，调用 InitRPCAuthentication 方法，设置 JSON-RPC 调用的鉴权方法。
  - 然后， RegisterHTTPHandler 方法，注册 / 请求处理方法为 HTTPReq_JSONRPC 方法。
  - 再然后，调用 RegisterHTTPHandler 方法，注册 /wallet/ 请求处理方法为 HTTPReq_JSONRPC 方法。
- 如果命令参数指定 rest，调用 StartREST 方法，设置 /rest/xxx 一系列 HTTP 请求的处理器。
- 调用 StartHTTPServer 方法，启动 HTTP 服务器。
  StartHTTPServer 方法代码如下：
  void StartHTTPServer() { LogPrint(BCLog::HTTP, "Starting HTTP server\n"); int rpcThreads = std::max((long)gArgs.GetArg("-rpcthreads", DEFAULT_HTTP_THREADS), 1L); LogPrintf("HTTP: starting %d worker threads\n", rpcThreads); std::packaged_task<bool(event_base*)> task(ThreadHTTP); threadResult = task.get_future(); threadHTTP = std::thread(std::move(task), eventBase); for (int i = 0; i < rpcThreads; i++) { g_thread_http_workers.emplace_back(HTTPWorkQueueRun, workQueue); } }
  下面简单讲述下方法内部的处理：
  - 首先，根据命令参数获取处理 RPC 命令的线程数量。
  - 然后，生成一个任务对象 task，从而得到一个事件分发线程。
  - 最好，生成指定数量的处理 RPC 命令的线程。

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第4步，检查相关的加密函数（src/bitcoind.cpp）

AppInitSanityChecks 函数初始相关的加密曲线与函数，并且确保只有 Bitcoind 在运行。

调用 SHA256AutoDetect() 方法，探测使用的 SHA256 算法。

调用 RandomInit 方法，初始化随机数。

调用 ECC_Start 方法，初始化椭圆曲线。

调用 globalVerifyHandle.reset(new ECCVerifyHandle()) 方法，重置验证处理器。

调用 InitSanityCheck 方法，进行完整性检查。主要是进行各种底层检查。

调用 LockDataDirectory 方法，锁定数据目录，确保只有一个 bitcoind 进程在使用数据目录。

第4a 步，应用程序初始化（src/init.cpp::AppInitMain()）

AppInitMain 函数是应用初始化的主体，包括本步骤在内的以下步骤的主体都是在这个函数内部执行。

调用 Params 函数，获取 chainparams。

方法定义在 src/chainparams.cpp 文件中。这个变量主要是包含一些共识的参数，自身是根据选择不同的网络 main、testnet 或者 regtest 来生成不同的参数。

如果是非 Windows 系统，则调用 CreatePidFile 函数，创建进程的PID文件。

pid 文件简介如下：

pid文件的内容
pid文件为文本文件，内容只有一行, 记录了该进程的ID。用cat命令可以看到。
pid文件的作用
防止进程启动多个副本。只有获得pid文件(固定路径固定文件名)写入权限(F_WRLCK)的进程才能正常启动并把自身的PID写入该文件中。其它同一个程序的多余进程则自动退出。

如果命令行指定了 shrinkdebugfile 参数或默认的调试文件，则调用日志对象的 ShrinkDebugFile 方法，处理 debug.log 文件。

如果日志长度小于11MB，那么就不做处理；否则读取文件的最后 RECENT_DEBUG_HISTORY_SIZE 10M 内容，重新保存到debug.log文件中。

调用日志对象的 OpenDebugLog 方法，打开日志文件。如果不能打开则抛出异常。

3，4 两步代码如下：

if (g_logger->m_print_to_file) {
    if (gArgs.GetBoolArg("-shrinkdebugfile", g_logger->DefaultShrinkDebugFile())) {
        // Do this first since it both loads a bunch of debug.log into memory,
        // and because this needs to happen before any other debug.log printing
        g_logger->ShrinkDebugFile();
    }
    if (!g_logger->OpenDebugLog()) {
        return InitError(strprintf("Could not open debug log file %s",
                                   g_logger->m_file_path.string()));
    }
}

调用 InitSignatureCache 函数，设置签名缓冲区大小。

方法内部会根据 -maxsigcachesize 参数和默认签名缓冲区的大小来设置最终签名缓冲区大小。

调用 InitScriptExecutionCache 函数，设置脚本执行缓存区大小。

方法内部会根据 -maxsigcachesize 参数和默认签名缓冲区的大小来设置最终脚本执行缓冲区大小。

创建指定数量的签名验证线程，并放入线程组。

具体创建多少个线程，即nScriptCheckThreads 变量在前面根据命令行参数 par 进行设置。创建线程代码如下：

if (nScriptCheckThreads) {
    for (int i=0; i<nScriptCheckThreads-1; i++)
        threadGroup.create_thread(&ThreadScriptCheck);
}

线程内部调用 ThreadScriptCheck 函数进行执行。 ThreadScriptCheck 函数过程如下：

首先调用 RenameThread 函数（内部调用 pthread_setname_np 函数）将当前线程重命名为 bitcoin-scriptch。
然后调用 CCheckQueue 队列对象的 Thread 方法，开启内部循环。
Thread 方法又调用内部私有方法 Loop 方法，生成一个脚本验证工作者，然后进行无限循环，在循环内部调用工作者的 wait(lock) 方法，从而线程进入阻塞，直到有新的任务被加到队列中中时，才会被唤醒执行任务。

创建一个轻量级的任务定时线程。

具体代码如下：

CScheduler::Function serviceLoop = boost::bind(&CScheduler::serviceQueue, &scheduler);
threadGroup.create_thread(boost::bind(&TraceThread<CScheduler::Function>, "scheduler", serviceLoop));

代码首先调用 boost::bind 方法，生成 CScheduler 对象 serviceQueue 方法的替代方法。然后调用 threadGroup.create_thread 方法，创建一个线程。

线程执行的方法是 boost::bind 返回的替代方法，bind 方法的第一个参数为 TraceThread 函数，第二个参数为线程的名字，第三个参数为serviceQueue 方法的替代方法。

TraceThread 函数内部调用 RenameThread 方法修改线程名字，此处线程名字修改为 bitcoin-scheduler；然后执行传入的可调用对象，此处为前面的替代方法，即 CScheduler 对象 serviceQueue 方法。

serviceQueue 方法主体是一个无限循环方法，如果队列为空，则进程进入阻塞，直到队列有任务，则醒来执行任务，并把任务从队列中移除。

bind 方法简介：
bind并不是一个单独的类或函数，而是非常庞大的家族，依据绑定的参数的个数和要绑定的调用对象的类型，总共有数十种不同的形式，编译器会根据具体的绑定代码制动确定要使用的正确的形式。
bind接收的第一个参数必须是一个可调用的对象f，包括函数、函数指针、函数对象、和成员函数指针，之后bind最多接受9个参数，参数数量必须与f的参数数量相等，这些参数被传递给f作为入参。绑定完成后，bind会返回一个函数对象，它内部保存了f的拷贝，具有operator()，返回值类型被自动推导为f的返回类型。在发生调用时这个函数对象将把之前存储的参数转发给f完成调用。
bind的真正威力在于它的占位符，它们分别定义为_1，_2，_3 一直到 _9,位于一个匿名的名字空间。占位符可以取代 bind 参数的位置，在发生调用时才接受真正的参数。占位符的名字表示它在调用式中的顺序，而在绑定的表达式中没有没有顺序的要求，_1不一定必须第一个出现，也不一定只出现一次。

注册后台信号调度器。

代码如下：

GetMainSignals().RegisterBackgroundSignalScheduler(scheduler);

GetMainSignals 方法返回类型为 CMainSignals 的静态全局变量（系统启动时预先进行初始化） g_signals。CMainSignals 拥有一个类型为 MainSignalsInstance 的智能指针 m_internals。

MainSignalsInstance 是一个结构体，包含了系统的主要信号和一个调度器，包括：

UpdatedBlockTip
TransactionAddedToMempool
BlockConnected
BlockDisconnected
TransactionRemovedFromMempool
ChainStateFlushed
Broadcast
BlockChecked
NewPoWValidBlock

RegisterBackgroundSignalScheduler 方法生成智能指针 m_internals 对象。在第6步，网络初始化时会指定各种处理器。

m_internals.reset(new MainSignalsInstance(&scheduler));

简单介绍下信号槽。什么是信号槽？

简单来说，信号槽是观察者模式的一种实现，或者说是一种升华。
一个信号就是一个能够被观察的事件，或者至少是事件已经发生的一种通知；一个槽就是一个观察者，通常就是在被观察的对象发生改变的时候——也可以说是信号发出的时候——被调用的函数；你可以将信号和槽连接起来，形成一种观察者-被观察者的关系；当事件或者状态发生改变的时候，信号就会被发出；同时，信号发出者有义务调用所有注册的对这个事件（信号）感兴趣的函数（槽）。
信号和槽是多对多的关系。一个信号可以连接多个槽，而一个槽也可以监听多个信号。
另外信号可以有附加信息。

比特币中使用的是signals2 信号槽。signals2基于Boost的另一个库signals，实现了线程安全的观察者模式。在signals2库中，观察者模式被称为信号/插槽(signals and slots)，他是一种函数回调机制，一个信号关联了多个插槽，当信号发出时，所有关联它的插槽都会被调用。

调用 GetMainSignals().RegisterWithMempoolSignals 方法，注册内存池信号处理器。

方法实现如下：

   void CMainSignals::RegisterWithMempoolSignals(CTxMemPool& pool) {
       pool.NotifyEntryRemoved.connect(boost::bind(&CMainSignals::MempoolEntryRemoved, this, _1, _2));
   }

pool.NotifyEntryRemoved 变量定义如下：

boost::signals2::signal NotifyEntryRemoved;

上面 connect 方法，把插槽连接到信号上，相当于为信号(事件)增加了一个处理器，本例中处理器为 CMainSignals::MempoolEntryRemoved 返回的 bind 方法。每当有信号产生时，就会调用这个方法。

调用内联函数 RegisterAllCoreRPCCommands ，注册所有核心的 RPC 命令。

这里及下面的钱包注册 RPC 命令只讲下每个 RPC 的作用，具体代码与使用后面会进行细讲。如果想要查看系统提供的 RCP 命令/接口，在命令行下输入 ./src/bitcoin-cli -regtest help 就会显示所有非隐藏的 RPC 命令。如果想要显示某个具体的 RPC 接口，比如 getblockchaininfo，执行如下命令 ./src/bitcoin-cli -regtest help getblockchaininfo，即可显示指定 RPC 的相关信息。

首先，调用 RegisterBlockchainRPCCommands 方法，注册所有关于区块链的 RPC 命令。
方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
区块链相关的 RPC 命令有如下一些：
- getblockchaininfo
  返回一个包含区块链各种状态信息的对象。
- getchaintxstats
  计算有关链中交易总数和费率的统计数据。
- getbestblockhash
  返回最长区块链的最佳高度区块的哈希。
- getblockstats
  计算给定窗口的区块统计信息。
- getblockcount
  返回最长区块链的区块数量。
- getblock
  返回指定区块的数据。
- getblockhash
  返回区块哈希值。
- getblockheader
  返回指定区块的头部。
- getchaintips
  返回所有区块树的顶端区块信息，包括最佳区块链，孤儿区块链等。
- getdifficulty
  返回POW难度值。
- getmempoolancestors
- getmempooldescendants
- getmempoolentry
  返回给定交易的交易池数据。
- getmempoolinfo
  返回交易池活跃状态的详细信息。
- getrawmempool
  返回交易池中的所有交易ID。
- gettxout
  返回未花费交易输出的详细信息。
- gettxoutsetinfo
  返回未花费交易输出的统计信息。
- pruneblockchain
  修剪区块链。
- savemempool
  将内存池转储到磁盘。
- verifychain
  验证区块链数据库。
- preciousblock
- scantxoutset
  扫描符合某些特定描述的未花费的交易输出集。
- invalidateblock
  永久性地将块标记为无效，就好像它违反了共识规则一样。
- reconsiderblock
  删除块及其后代的无效状态，重新考虑它们以便进行激活。这可用于撤消 invalidateblock 的效果。
- waitfornewblock
  等待特定的新区块并返回有关它的有用信息。
- waitforblock
  等待特定的新区块并返回有关它的有用信息。如果超时或区块不存在，则返回指定的区块。
- waitforblockheight
  等待（最少多少）区块高度并返回区块链顶端的高度和哈希值。如果超时或区块不存在，则返回指定的区块高度和哈希值。
- syncwithvalidationinterfacequeue
其次，调用 RegisterNetRPCCommands 方法，注册所有关于网络相关的 RPC 命令。
方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
网络相关的 RPC 命令有如下一些：
- getconnectioncount
  返回连接到其他节点的数量。
- ping
  将 ping 请求发送到其他节点，以测量 ping 的时间。
- getpeerinfo
  返回每一个连接节点的信息。
- addnode
  添加、或移除、或连接到一个节点一次（目的为了获取其他节点）。
- disconnectnode
  立即从某个节点断开。
- getaddednodeinfo
  返回给定节点，或所有节点的信息。
- getnettotals
  返回网络传输的一些信息。
- getnetworkinfo
  返回P2P网络的各种状态信息。
- setban
  向禁止列表中添加或移除IP地址/子网。
- listbanned
  显示禁止列表的内容
- clearbanned
  清空禁止列表。
- setnetworkactive
  禁止或打开所有 P2P 网络活动。
再次，调用 RegisterMiscRPCCommands 方法，注册所有的杂项 RPC 命令。
方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
杂项相关的 RPC 命令有如下一些：
- getmemoryinfo
  返回一个包含内存使用信息的对象。
- logging
  获取或设置日志配置。
- validateaddress
  验证一个比特币地址是否有效。
- createmultisig
  创建一个多重签名。
- verifymessage
  验证一个签名过的消息。
- signmessagewithprivkey
  用私钥签名一个消息。
- setmocktime
  设置本地时间，只在回归测试下使用。
- echo
  简单回显输入参数。此命令用于测试。
- echojson
  简单回显输入参数。此命令用于测试。
再次，调用 RegisterMiningRPCCommands 方法，注册所有关于挖矿相关的 RPC 命令。
方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
挖矿相关的 RPC 命令有如下一些：
- getnetworkhashps
  根据最后的 n 个区块数据，估算网络每秒哈希速率。
- getmininginfo
  返回与挖矿相关的信息。
- prioritisetransaction
  以更高(或更低)的优先级接受已挖掘的块中的事务。
- getblocktemplate
  获取区块链模板，聚合挖矿会用到这个方法，详见 BIPs 22, 23, 9 和 145。
- submitblock
  提交一个新区块到网络上。
- submitheader
  将给定的十六进制数字解码为区标头部，并将其作为候选区块链顶端区块头部提交（如果有效）。
- generatetoaddress
  立即挖掘指定数量的区块，在回归测试中可以快速生成区块。要生成至少 101 个区块，因为在100个区块以后，区块链已经足够稳定，这时Coinbase交易（包含新挖出的比特币的交易）可以被支付。
- estimatefee
  0.17 版本中被移除。
- estimatesmartfee
  估计交易所需的费用。
- estimaterawfee
  估计交易所需的费用。
最后，调用 RegisterRawTransactionRPCCommands 方法，注册所有关于原始交易的 RPC 命令。
方法内部会遍历 commands 数组，把每一个命令保存到 CRPCTable 对象的 mapCommands 集合中。
原始交易相关的 RPC 命令有如下一些：
- getrawtransaction
  返回原始交易。
- createrawtransaction
  基于输入创建交易，返回交易的16进制。
- decoderawtransaction
  解码原始交易，返回表示原始交易的JSON对象。
- decodescript
  解码16进制编码过的脚本。
- sendrawtransaction
  提交一个原始交易到本地接点和网络。
- combinerawtransaction
  将多个部分签名的交易合并到一个交易中。合并的交易可以是另一个部分签名的交易或完整签署交易。
- signrawtransaction
  签名一个原始交易。不建议使用。
- signrawtransactionwithkey
  用私钥签名一个原始交易。
- testmempoolaccept
  测试一个原始交易是否能被交易池接受。
- decodepsbt
  返回一个表示序列化的、base64 编码过的部分签名交易对象。
- combinepsbt
  合并多个部分签名的交易到一个交易中。
- finalizepsbt
- createpsbt
  创建一个部分签名交易格式的交易。
- converttopsbt
  转化一个网络序列化的交易到 PSBT。
- gettxoutproof
  区块链方面的。返回包含在区块中的交易的十六进制编码的证明。
- verifytxoutproof
  区块链方面的。验证区块中交易的证明。

调用钱包接口的 RegisterRPC 方法，注册钱包接口的 RPC 命令。

实现类为 wallet/init.cpp 文件中的 WalletInit ，方法内部调用 RegisterWalletRPCCommands 进行注册，后者又调用 wallet/rpcwallet.cpp 文件中的 RegisterWalletRPCCommands 方法，完成注册钱包的 RPC 命令。

钱包相关的 RPC 命令有如下一些：

fundrawtransaction
添加一个输入到交易中，直到交易可以满足输出。
walletprocesspsbt
用钱包里面的输入来更新交易，然后签名输入。
walletcreatefundedpsbt
以部分签名格式（PSBT）创建和funds交易。
resendwallettransactions
立即广播未确认的交易到所有节点。
abandontransaction
将钱包内的交易标记为已放弃。
abortrescan
停止当前钱包扫描。
addmultisigaddress
添加一个 nrequired-to-sign 多重签名地址到钱包。
addwitnessaddress
不建议使用。
backupwallet
备份钱包。
bumpfee
createwallet
创建并加载一个新钱包。系统会自动创建一个默认的钱包，名字为空。
```
./src/bitcoin-cli -regtest  createwallet test
```
可以用 listwallets 显示所有加载的钱包，可以用 importprivkey 命令添加一个私钥到钱包。
当有多个钱包时，为了操作某个特定钱包，需要使用 -rpcwallet=钱包名字，比如：
```
./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet= getwalletinfo
./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet=test getwalletinfo
```
dumpprivkey
显示与地址相关联的私钥，importprivkey 可以使用这个输出。
dumpwallet
将所有钱包密钥以人类可读的格式转储到服务器端文件。
encryptwallet
用密码加密钱包。
getaddressinfo
显示比特币地址信息。
getbalance
返回总的可用余额。
getnewaddress
返回一个新的比特币地址。
```
./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet=test getnewaddress
```
-rpcwallet 参数一定要放在 RPC 命令之前。
生成地址的过程会先生成私钥，可以通过 dumpprivkey 命令来显示与之相关的私钥，可以通过 setlabel 命令设置与给定地址相关的标签。
getrawchangeaddress
返回一个新的比特币地址用于找零。这个用于原始交易，不是常规使用。
getreceivedbyaddress
返回至少具有指定确认的交易中给定地址收到的总金额。
gettransaction
返回钱包中指定交易的详细信息。
getunconfirmedbalance
返回未确认的余额总数。
getwalletinfo
返回钱包的信息。
importmulti
导入地址或脚本，以 one-shot-only 方式重新扫描所有地址。
importprivkey
添加一个私钥到钱包。
对多个钱包来说要在命令行需要使用 -rpcwallet=钱包名字 来指定使馆名字。比如：./src/bitcoin-cli -regtest -rpcwallet= importprivkey "cQM91nga98fMG2xGQHe6LYVH46Yo8tQbHBNQqwMNnrFZPcUs3MMf" ，在执行这个命令时记得要换成你的私钥。
importwallet
从转储文件中导入钱包。
importaddress
添加一个可以查看的地址或脚本（十六进制），就好像它在钱包里但不能用来支付。
importprunedfunds
importpubkey
添加一个可以查看的公钥，就好像它在钱包里但不能用来支付。
keypoolrefill
listaddressgroupings
listlockunspent
返回未花费输出的列表。
listreceivedbyaddress
列出接收地址的余额。
listsinceblock
获取指定区块以来的所有交易，如果省略区块，则获取所有交易。
listtransactions
返回指定数量的最近交易，跳过指定账户的第一个开始的交易。
listunspent
返回未花费交易输出。
listwallets
返回当前已经的钱包列表。
loadwallet
从钱包文件或目录中加载钱包。
lockunspent
更新暂时不能花费的输出列表。临时解锁或锁定特定的交易输出。
sendmany
sendtoaddress
发送一定的币到指定的地址，即开始进行交易及探矿等。
settxfee
设置每 kb 交易费用。
signmessage
用某个地址的私钥签名消息。
signrawtransactionwithwallet
签名原始交易的输入。
unloadwallet
卸载请求端点引用的钱包，否则卸载参数中指定的钱包。
walletlock
从内存中移除钱包的加密，锁定钱包。
walletpassphrasechange
更新钱包的密码。
walletpassphrase
在内存中存储钱包的解密密钥。
removeprunedfunds
从钱包中删除指定的交易。
rescanblockchain
重新扫描本地区块链进行钱包相关交易。
sethdseed
设置或生成确定性分层性钱包的种子。
getaccountaddress
不建议使用，即将移除。
getaccount
不建议使用，即将移除。
getaddressesbyaccount
不建议使用，即将移除。
getreceivedbyaccount
不建议使用，即将移除。
listaccounts
不建议使用，即将移除。
listreceivedbyaccount
不建议使用，即将移除。
setaccount
不建议使用，即将移除。
sendfrom
不建议使用，即将移除。
move
不建议使用，即将移除。
getaddressesbylabel
返回与标签相关的所有地址列表。
getreceivedbylabel
返回与标签相关的、并且至少指定确认的所有交易的比特币数量。
listlabels
返回所有的标签，或与特定用途关联地址相关的标签列表。
listreceivedbylabel
返回与标签对应的接收的交易。
setlabel
设置与给定地址相关的标签。
generate
立即挖出指定的区块（在RPC返回之前）到钱包中指定的地址。

如果命令参数 -server 为真，则调用 AppInitServers 方法，启动服务器。

命令参数 -server 默认情况下被设置为真。

具体代码如下：

if (gArgs.GetBoolArg("-server", false))
{
    uiInterface.InitMessage_connect(SetRPCWarmupStatus);
    if (!AppInitServers())
        return InitError(_("Unable to start HTTP server. See debug log for details."));
}

AppInitServers 方法内处理流程如下：

调用 RPCServer::OnStarted 方法，设置 RPC 服务器启动时的处理方法。
具体处理方法如下，以后再讲这个方法：
```
static void OnRPCStarted()
{
    uiInterface.NotifyBlockTip_connect(&RPCNotifyBlockChange);
}
```

调用 RPCServer::OnStopped 方法，设置 RPC 服务器关闭时的处理方法。

具体处理方法如下，以后再讲这个方法：

static void OnRPCStopped()
{
    uiInterface.NotifyBlockTip_disconnect(&RPCNotifyBlockChange);
    RPCNotifyBlockChange(false, nullptr);
    g_best_block_cv.notify_all();
    LogPrint(BCLog::RPC, "RPC stopped.\n");
}

调用 InitHTTPServer 方法，初始化 HTTP 服务器。
```
if (!InitHTTPServer())
    return false;
```
InitHTTPServer 方法首先会调用 InitHTTPAllowList 方法初始化允许 JSON-RPC 调用的地址列表。然后生成一个 HTTP 服务器，并设置服务器的超时时间、最大头部大小、最大消息体大小、绑定到指定的地址上（以便允许这些地址发起请求）。最后，生成 HTTP 工作者队列。
调用 StartRPC 方法，启动 RPC 信号监听。
调用 StartHTTPRPC 方法，启动 HTTP RPC 服务器。
具体代码如下：
```
if (!StartHTTPRPC())
    return false;
```
StartHTTPRPC 方法处理如下：
- 首先，调用 InitRPCAuthentication 方法，设置 JSON-RPC 调用的鉴权方法。
- 然后， RegisterHTTPHandler 方法，注册 / 请求处理方法为 HTTPReq_JSONRPC 方法。
- 再然后，调用 RegisterHTTPHandler 方法，注册 /wallet/ 请求处理方法为 HTTPReq_JSONRPC 方法。
如果命令参数指定 rest，调用 StartREST 方法，设置 /rest/xxx 一系列 HTTP 请求的处理器。

调用 StartHTTPServer 方法，启动 HTTP 服务器。

StartHTTPServer 方法代码如下：

void StartHTTPServer()
{
    LogPrint(BCLog::HTTP, "Starting HTTP server\n");
    int rpcThreads = std::max((long)gArgs.GetArg("-rpcthreads", DEFAULT_HTTP_THREADS), 1L);
    LogPrintf("HTTP: starting %d worker threads\n", rpcThreads);
    std::packaged_task<bool(event_base*)> task(ThreadHTTP);
    threadResult = task.get_future();
    threadHTTP = std::thread(std::move(task), eventBase);

    for (int i = 0; i < rpcThreads; i++) {
        g_thread_http_workers.emplace_back(HTTPWorkQueueRun, workQueue);
    }
}

下面简单讲述下方法内部的处理：

首先，根据命令参数获取处理 RPC 命令的线程数量。
然后，生成一个任务对象 task，从而得到一个事件分发线程。
最好，生成指定数量的处理 RPC 命令的线程。