ภาษาพื้นฐานใน Bitcoin Core 👾💬🤖

อธิบายโดย : Claude 3.7 Sonnet

👤 : ภาษา C , C++ , C#

เหมือนและต่างกันอย่างไร และถูกพัฒนาไปเป็นภาษาอะไรแล้วบ้าง และพัฒนาเป็นอะไรบ้าง ?

💬 : ภาษา C, C++ และ C# เหมือนและต่างกันอย่างไร

ความเหมือนและความแตกต่าง

ภาษา C

• เป็นภาษาโปรแกรมมิ่งระดับกลาง พัฒนาโดย Dennis Ritchie ที่ Bell Labs ในช่วงปี 1972

• เป็นภาษาเชิงกระบวนการ (Procedural) ที่มุ่งเน้นฟังก์ชัน

• ไม่มีแนวคิดการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-Oriented Programming)

• มีการจัดการหน่วยความจำแบบ Manual

• มีประสิทธิภาพสูงและใช้ทรัพยากรน้อย

• ใช้มากในการพัฒนาระบบปฏิบัติการ เฟิร์มแวร์ และซอฟต์แวร์ระดับล่าง

ภาษา C++

• พัฒนาต่อจากภาษา C โดย Bjarne Stroustrup ในปี 1983

• เพิ่มความสามารถเชิงวัตถุแต่ยังคงรองรับการเขียนแบบ C

• มีคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น คลาส, การสืบทอด (Inheritance), Polymorphism

• มี Templates สำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงกฎเกณฑ์ (Generic Programming)

• การจัดการข้อผิดพลาดด้วย Exceptions

• ยังคงต้องจัดการหน่วยความจำเอง แต่มีเครื่องมือช่วยเพิ่มขึ้น

• ใช้สำหรับพัฒนาเกม ระบบเครือข่าย และซอฟต์แวร์ที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

ภาษา C# (C Sharp)

• พัฒนาโดย Microsoft ในปี 2000 เป็นส่วนหนึ่งของ .NET Framework

• เป็นภาษาเชิงวัตถุอย่างสมบูรณ์

• มีการจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติด้วย Garbage Collection

• มีคุณลักษณะทันสมัย เช่น LINQ, Lambda Expressions, Async/Await

• รองรับ Properties, Events, Delegates

• มีระบบนิยามประเภท (Type System) ที่ปลอดภัยมากขึ้น

• ใช้สำหรับพัฒนาแอปพลิเคชัน Windows, เว็บไซต์, เกม (Unity), และแอปพลิเคชันมือถือ

การพัฒนาต่อยอด

จากภาษา C พัฒนาเป็น

• C++ (เพิ่มความสามารถ OOP)

• Objective-C (ใช้ใน Apple macOS และ iOS ก่อนหน้า Swift)

• D (เป็นการปรับปรุง C++ โดยเน้นความง่ายและปลอดภัยมากขึ้น)

• Go (พัฒนาโดย Google เพื่อทดแทนความซับซ้อนของ C++)

• Rust (เน้นความปลอดภัยของหน่วยความจำแต่ยังคงประสิทธิภาพเทียบเท่า C)

จากภาษา C++ พัฒนาเป็น

• C++11, C++14, C++17, C++20 (มาตรฐานเวอร์ชันใหม่ที่เพิ่มคุณสมบัติมากมาย)

• CUDA C++ (สำหรับการโปรแกรมการ์ดจอ NVIDIA)

• Swift (ได้รับอิทธิพลบางส่วนจาก C++ และทดแทน Objective-C ใน Apple)

จากภาษา C# พัฒนาเป็น

• C# 2.0 ถึง C# 11.0 (เวอร์ชันล่าสุด ณ ปี 2024)

• F# (ภาษาเชิงฟังก์ชันบนแพลตฟอร์ม .NET)

• Visual Basic .NET (ถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกับ C# บน .NET)

• PowerShell (ใช้หลักการจาก .NET และ C#)

• Blazor (เฟรมเวิร์คสำหรับพัฒนาเว็บแอปพลิเคชันโดยใช้ C#)

ทั้งสามภาษามีอิทธิพลต่อวงการโปรแกรมมิ่งอย่างมาก โดย C เป็นรากฐานสำคัญของการพัฒนาภาษาโปรแกรมมิ่งสมัยใหม่หลายภาษา C++ เพิ่มความสามารถเชิงวัตถุในขณะที่ยังรักษาประสิทธิภาพสูง และ C# เป็นภาษาที่ทันสมัยที่รวมความสะดวกในการพัฒนาเข้ากับความสามารถที่หลากหลายบนแพลตฟอร์ม .NET​​​​​​​​​​​​​​​​

👤 : กำลังศึกษาการเป็น reviewer และ contributor ใน bitcoin core และอ่านๆในบทความ dev bitcoin แนะนำให้ศึกษา c++ กับ python

จึงอยากเข้าใจและเห็นภาพก่อนว่าจะต้องเจอกับคำสั่งไหน ของภาษาใด เป็นหลักบ้าง เพื่อที่จะได้ทำความเข้าใจโครงสร้างของ codebase ทั้งหมด และจะได้ศึกษาได้ตรงจุดต่อไป ? 💬 : การเตรียมตัวเป็น Reviewer และ Contributor สำหรับ Bitcoin Core

การเป็น reviewer และ contributor ใน Bitcoin Core เป็นเป้าหมายที่ดีมาก! Bitcoin Core นั้นเขียนด้วยภาษา C++ เป็นหลัก โดยมี Python สำหรับเครื่องมือทดสอบและสคริปต์ช่วยต่างๆ ผมจะแนะนำโครงสร้างหลักและคำสั่งสำคัญที่คุณควรคุ้นเคยเพื่อเข้าใจ codebase

ภาษา C++ ใน Bitcoin Core

C++ เป็นภาษาหลักของ Bitcoin Core เนื่องจากความเร็ว ประสิทธิภาพ และการควบคุมหน่วยความจำได้ดี ต่อไปนี้คือส่วนประกอบหลักที่ควรศึกษา:

1. โครงสร้างพื้นฐาน C++ ที่ใช้บ่อยใน Bitcoin Core

• คลาสและวัตถุ: class, struct, public, private, protected - เช่น class CBlock, class CTransaction

• Smart Pointers: std::unique_ptr<>, std::shared_ptr<> - ช่วยจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติ

• Containers: std::vector<>, std::map<>, std::set<>, std::unordered_map<> - ใช้เก็บข้อมูลหลายๆ ประเภท

• Templates: ใช้มากใน Bitcoin Core เพื่อสร้าง generic code

• Concurrency: std::thread, std::mutex, std::lock_guard<> - สำหรับการทำงานแบบขนาน

2. ไลบรารีพิเศษที่ Bitcoin Core ใช้

• Boost: เช่น boost::signals2 สำหรับ event handling

• Custom serialization framework: ใช้สำหรับการแปลงข้อมูลไปมาระหว่างรูปแบบเก็บข้อมูลและส่งข้อมูลในเครือข่าย

• OpenSSL: สำหรับการเข้ารหัสและฟังก์ชันแฮช

3. ไดเร็กทอรีสำคัญใน Bitcoin Core (C++)

• src/: โค้ดหลักของ Bitcoin Core

  • src/consensus/: กฎฉันทามติของ Bitcoin

  • src/primitives/: โครงสร้างข้อมูลพื้นฐาน เช่น block, transaction

  • src/script/: ภาษาสคริปต์ของ Bitcoin

  • src/wallet/: โค้ดที่เกี่ยวกับกระเป๋าเงิน

  • src/net/: การสื่อสารเครือข่าย P2P

  • src/validation/: การตรวจสอบบล็อคและธุรกรรม

  • src/rpc/: JSON-RPC API

  • src/policy/: นโยบายที่ไม่ใช่กฎฉันทามติ (เช่น fee estimation)

ภาษา Python ใน Bitcoin Core

Python ใช้หลักๆ สำหรับการทดสอบและเครื่องมือ:

1. การทดสอบ

• test/functional/: ทดสอบการทำงานร่วมกันของคอมโพเนนต์ต่างๆ

• Pytest framework: ใช้ทดสอบอัตโนมัติ

2. เครื่องมือและสคริปต์

• contrib/: ไดเร็กทอรีนี้มีสคริปต์ Python หลายตัว

• share/rpcauth/: สคริปต์สำหรับสร้าง authentication credentials

คำสั่งและแนวคิดพิเศษที่ควรรู้

C++ Concepts ที่เฉพาะเจาะจงใน Bitcoin Core:

1. RAII (Resource Acquisition Is Initialization): แนวคิดการจัดการทรัพยากรที่ใช้มากใน C++

   {
       LOCK(cs_main); // ล็อคจะถูกปลดโดยอัตโนมัติเมื่อออกจาก scope
       // ทำงานกับข้อมูลที่มีการล็อค
   }

2. Serialization framework:

   READWRITE(vtx); // อ่านหรือเขียน vector ของธุรกรรม

3. RPC Commands:

   UniValue getblockchaininfo(const JSONRPCRequest& request) {
       // implementation
   }

4. Consensus rules:

   bool CheckBlock(const CBlock& block, CValidationState& state, bool fCheckPOW = true, bool fCheckMerkleRoot = true);

Python patterns ที่นิยมใช้:

1. ใช้ Framework การทดสอบ:

   def test_simple_send(self, node, wallet):
       # Test sending coins
       node.sendtoaddress(wallet.getnewaddress(), 1.0)

2. RPC ผ่าน Python:

   node.getblockcount()  # เรียกใช้ RPC getblockcount

คำแนะนำในการเริ่มต้น

1. สร้างความคุ้นเคยกับ C++ ระดับกลาง-สูง:

   • Smart pointers

   • Templates

   • Move semantics (std::move)

   • Lambda expressions

   • Threading และ concurrency

2. เรียนรู้ Python สำหรับการทดสอบ:

   • pytest framework

   • RPCAuth

   • อ่านและทำความเข้าใจ test cases

3. เข้าใจหลักการพื้นฐานของ Bitcoin:

   • กลไก consensus

   • UTXO model

   • Blockchain validation

   • Transaction verification

   • P2P network protocol

4. เริ่มจากการศึกษา Pull Requests:

   • ติดตาม pull requests ใหม่ๆ ใน GitHub

   • อ่านโค้ดและ code reviews จากนักพัฒนาอื่นๆ

5. เริ่มทำการทดสอบง่ายๆ:

   • เขียนหรือปรับปรุง test cases

   • แก้ไขปัญหาเล็กๆ ใน documentation

6. ใช้ GitHub ของ Bitcoin Core เพื่อดูโค้ดจริง:

   • https://github.com/bitcoin/bitcoin

เครื่องมือที่ควรเรียนรู้

1. gdb/lldb: สำหรับ debug โปรแกรม C++

2. git: ควบคุมการเวอร์ชัน

3. CMake: ระบบการ build

4. Valgrind: หา memory leaks

5. clang-format: จัดรูปแบบโค้ด

เริ่มจากการคอมไพล์และรัน Bitcoin Core ในโหมด debug จากนั้นลองทดสอบด้วย Python test framework จะช่วยให้คุณเข้าใจวิธีการทำงานของระบบโดยรวมได้ดียิ่งขึ้น

เมื่อเริ่มมีความคุ้นเคยมากขึ้น ลองพิจารณาเริ่มต้นด้วยการแก้ไขเล็กๆ เช่น documentation fixes หรือแก้ bugs ง่ายๆ ที่มี tag "good first issue" ใน GitHub repository​​​​​​​​​​​​​​​​