Web工程师以太坊入门

我经常构建使用以太坊的Web应用程序，我理所当然地认为每天都使用的是神奇的工具集。我们的生态系统正在迅速发展，我认为很多新人都感到不知所措。以太坊是一项了不起的技术，但它也是新生的，而且根本没有足够的时间让专业知识充分渗透。我希望人们知道以太坊开发实际上与现代Web开发人员工作流程非常兼容——将以太坊功能集成到任何Web应用程序中相对容易，你可以从今天开始。

因为我认为自己是以太坊的高手，可以向主流开发者展示方向，我决定将一堆分散的知识放到一个地方（我知道不是非常去中心化）。你当然需要在每一步都查阅相应的文档，但我希望本文将向你展示如何将所有内容（或多或少）放在一起。

如果你准备好学习，请让我为你提供方向和指南。加入以太坊生态系统，一起征服世界。

获取区块链

有很多客户端可供选择，但我建议不要担心geth 、parity与pyethapp（即将到来的python客户端代表！）。对于那些只想要一个可复用的区块链以便可以开始构建东西（例如你）的人，我建议testrpc满足你的所有开发需求。安装完成后，可以使用以下命令启动它：

testrpc 

恭喜你，这就有一个区块链了。请注意，默认情况下，testrpc不会挖掘块，但-b标志允许你指定块间隔（例如1秒）。我喜欢这种配置有很多原因，我不会介入，但请记住它是可用的。

与区块链交互

一旦你的区块链旋转，你需要一种与它交谈的方法。 你可能已经下载了web3.js。 如果你没有，你必须下载新的。好吧，继续并确保安装了web3，然后打开一个config.js文件并将其放入其中：

var web3 = require('web3'); var web3_provider = 'http://localhost:8545'; var _web3 = new web3(); _web3.setProvider(new web3.providers.HttpProvider(web3_provider)); exports.web3 = _web3; 

任何时候你想与后端服务器上的区块链交互，只需要这样做：

var config = require('./config.js'); config.web3.eth.X 

可以在此处找到X（即你想要的任何web3 API函数）。

写智能合约

我会在这里为你节省一些时间：你将使用solidity来编写智能合约。如果你认为智能合约是可怕的，没必要。对于许多应用程序，只要遵循一条规则，它实际上非常简单：保持合约简单。

有两个原因，你总是始终保持合约绝对简单，因为必须这样：

• 每次计算/存储操作都需要gas，等于以太币，等于货币。我们正在谈论支付0.05美元和1.50美元之间的差异来调用你的合约。以太坊的观点不是要替换你的数据库（至少在我看来不是这样），所以保持逻辑简短和存储最小化。
• 更复杂=更多地方出错。当你的代码负责人们的钱并且无法回滚时，这很糟糕。请花一点时间只让有用的话写在其中。

好的，简单的合约——得到它。让我们继续。

部署智能合约

如果你还没有听说过truffle，那么现在一定要看一下。我喜欢在truffle目录中管理我的测试者合约。关于这一点的巧妙之处在于，你可以轻松地将其用于测试框架。在package.json中考虑这个脚本：

"scripts": { "test": "cd truffle && truffle deploy && truffle test ./myTruffleTest.js && cd .. && npm run myOtherTests" } 

这样做：1.部署合约，2.运行truffle测试，3.运行常规测试——所有这些都在同一个脚本中！

请注意，你的truffle测试是“特殊的”，因为它们会在测试范围内注入一堆很酷的区块链内容。有多种方法可以将此信息传递给你的测试套件的其余部分。我个人使用truffle测试将合约地址保存到配置文件中，然后将该配置导入到我常规mocha测试中。只要我有正确的地址，我就可以通过web3.js在任何测试中与我的合约进行交互。无论如何，你会发现什么最适合你。

回到主要内容。你可以通过转到truffle目录并键入以下内容来部署智能合约：

truffle deploy 

请注意，testrpc必须在另一个窗口中运行！

这将打印你刚刚部署的合约的地址，稍后你将需要该地址。正如我所提到的，你总是可以在truffle测试中以编程方式保存这个地址，但是现在你可以将它复制并粘贴到你的config.js文件中：

exports.contract_addr = '0xe73e8e0a4442e140aea87a4b150ef07b82492500' 

进行智能合约调用

既然我们有合约，我们需要调用它。好的，这个看起来很简陋——我们将用纯十六进制字符串调用合约。当然有libraries可以让这更容易，但是当涉及到合约调用时，我就开始要讲课了。请记住，我是你的领路人。

首先要注意的是，所有内容都必须是十六进制的。数字，字符串等要注意的第二件事是以太坊中的words是256位。这意味着你需要用零填充所有内容到64个字符。需要注意的第三件事是必须在函数定义中规范地声明类型。

好吧，这真的挺乱。我们来看一个例子，更好理解：

function add(uint x, uint y) public constant returns (uint) { return x + y; } 

假设你要做个加法如1加2，以下是你调用此函数的方法：

• 1.获取封装好的规范函数定义的keccak 256哈希的前4个字节。

说什么？好吧，我没有做到这一点，但你可以在这个网站上输入你的功能声明并取前8个字符。规范是什么意思？好吧，在以太坊中有规范类型和速记类型（例如uint256是uint的规范类型）。我实际上不知道它们的定义在哪里，但是查看以太坊ABI定义的例子以及这篇文章。

无论如何，这就是我们的定义：

add(uint256,uint256) 

返回keccak256哈希：

771602f7f25ce61b0d4f2430f7e4789bfd9e6e4029613fda01b7f2c89fbf44ad 

其中前4个字节（8个字符）是：

771602f7 

• 2.将参数填充为256位

这个更容易掌握：

x = 1是：

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 

y = 2是：

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002 

他们在一起是：

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002 

• 3.将所有内容打包在一起并添加0x前缀

自定义：

0x771602f700000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002 

现在我们有了有效负载，我们可以通过web3调用合约：

var config = require('./config.js'); var call = '0x771602f700000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002' var to = config.contract_addr; var res = config.web3.eth.call({ to: to, data: call }); 

在那之后，你应该返回res=3。实际上，你会得到一个BigNumber对象：

res.toString() >'3' 

你可能应该阅读此内容以了解有关在整个应用中使用BigNumbers的原因。

好的，你可以使用我之前提到的库。

等等，我们还没有完成！我刚刚告诉你如何调用合约。但是，如果你想写入些东西（即更新状态）怎么办？以上的是不行的！你需要使用私钥签署一个交易，但在此之前，你需要一些以太。

设置帐户

我们回到truffle吧。在我们的测试中，需要添加如下内容：

var keys = require(`${process.cwd()}/../test/keys.json`); it('Should send me some ether.', function() { assert.notEqual(keys.me.addr, null); var eth = 1*Math.pow(10, 18); var sendObj = { from: accounts[0], value: eth, to: keys.me.addr } Promise.resolve(web3.eth.sendTransaction(sendObj)) .then(function(txHash) { assert.notEqual(txHash, null); return web3.eth.getBalance(keys.me.addr) }) .then(function(balance) { assert.notEqual(balance.toNumber(), 0); }) }) 

重要提示：我们实际发送1个以太，这与10^18 wei相同。我们总是使用wei值进行调用/交易。

现在，我在这里跳过一步。你需要先获得以太坊帐户，该帐户来自你生成的私人/公共密钥对。我喜欢使用eth-lightwallet在后端进行密钥管理。

为了简单起见，让我假装在不断增长的config.js中硬编码这个变量：

exports.me = { addr: "0x29f2f6405e6a307baded0b0672745691358e3ee6", pkey: "8c2bcfce3d9c4f215fcae9b215eb7c95831da0219ebfe0bb909eb951c3134515" } 

强制性提醒：永远不要共享你的私钥，将其上传到github，或者如果有任何资金就将其发布在Medium上。

回到测试，你可以看到以太被从accounts[0]（默认情况下有一堆以太）移动到你的配置文件中的me.addr。

与智能合约进行交易

现在你的帐户已经有了一些以太，现在是时候花钱了。有三种方式可以用以太：

• 1.将其作为Value发送到另一个地址。
• 2.调用更新合约函数去更新网络状态，这需要gas来激励矿工处理你的更新。
• 3.调用更新合约状态，但也接受以太币来支付（仅供参考，用solidity修正）——将发送Value，你还必须支付gas费用。

我们接下来要做的是第2种。假设我们有以下函数来跟踪用户的余额：

function addUserBalance(uint balance) public returns (bool) { if (!accounts[msg.sender]) { throw; } if (accounts[msg.sender].balance + balance < accounts[msg.sender].balance) { throw; } accounts[msg.sender].balance += balance; return true; } 

注意第二个if语句，这是必要的，因为加和减在solidity会导致数值溢出和下溢——小心！还要注意在函数范围内的未声明的msg对象。

当我们通过发送交易调用此函数时，我们要求更新网络的全局状态以说明以下内容：

在合约范围内，msg.sender帐户的余额已经增加了balance。

我们没有权力自己更新状态，所以需要一个矿工做这件事。我们用gas向他或她支付这项服务，这意味着付出以太。

要正确调用此函数，我们需要再次使用ABI：

addUserBalance(uint256) --> 22526328 --> 0x225263280000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 

我们使用这些数据来形成一个未签名的交易：

var data = '0x225263280000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001'; var nonce = config.web3.eth.getTransactionCount(keys.me.addr); var gasPrice = 20 * Math.pow(10, 9); var gasLimit = 100000; var txn = { from: config.me.addr, to: config.contract_address, gas: `0x${gasLimit.toString(16)}`, gasPrice: `0x${gasPrice.toString(16)}`, data: data, nonce: `0x${nonce.toString(16)}`, value: '0x0' } 

如上所述，需要gas进行交易（即更新状态）。gas*gasPrice是矿工执行交易可能花费的金额。如果操作成本高于你提供的成本，则交易将不会更新状态，并且矿工将保留你的所有gas费用。如果使用的gas少于所用gas，则退还余额。

如果我们将此对象提交给网络，它将失败，因为没有证据表明我实际上正在授权此交易。谁知道，有些陌生人可能会将我的余额更新为10亿（虽然目前还不清楚为什么有人会这样做）。

无论如何，我需要做的是用我的私钥签署交易。还记得你在配置文件中内容，我告诉过你不要与任何人分享吗？这样做：

var Tx = require('ethereumjs-tx'); var privateKey = Buffer.from(config.me.pkey, 'hex') var tx = new Tx(txn); tx.sign(privateKey); var serializedTx = tx.serialize(); 

在这里，使用我最喜欢的库之一，根据你的私钥签署一个交易对象。这应该返回如下内容：

0xf8aa808504a817c800830f424094a0f68379088f9aee95ba5c9d178693b874c4cd6880b844a9059cbb000000000000000000000000053b2188b0b100e68299708864e2ccecb62cdf0d000000000000000000000000000000000000000000000000000000746a5288001ca01f683f083c2d7c741a1218efc0144adc1749125a9ca53134b06353a8e4ef72afa07c50fb59647ff8b8895b75795b0f51de745fa5987b985f7d1025eb346755bca0 

最后，我们可以通过web3将其提交给区块链。它将返回一个交易哈希，它只是提供的交易的哈希值（这非常重要的是，不能证明交易是成功的！）

var txHash = config.web3.eth.sendRawTransaction(raw_txn); 

看起来像这样：

0xac8914ecb06b333a9e655a85a0cd0cccddb8ac627098e7c40877d27a130a7293 

现在的这一步，严格来说是可选的，但对于验证你的交易是否已被接受和处理非常重要：获取你的交易收据。

var txReceipt = config.web3.eth.getTransactionReceipt(txHash); 

如果返回null，则你的交易未被提取（可能是你使用错误的私钥进行了签名？）。如果它不为null，可能仍有各种其他失败情况，来看看你的交易。

好的，有一条线索——如果你的gasUsed等于发送的gas，则意味着你的函数调用失败了。这意味着1.你没有提供足够的gas或者同时2.你的合约遇到了throw。

总结

我知道，这是很多内容。

如果你感觉太多了，我建议你慢慢来，并使用这篇文章作为参考。你可能需要花费大量时间阅读文档。

也就是说，我上面描述的是80％的内容。一旦你掌握了这些东西，我个人会认为你是一个有能力的以太坊开发者。

如果你有兴趣，可以开始修修补补！这些工具变得越来越好，并且从未如此容易地进入。欢迎上岸。

更新：我已经为你创建了一个repo来展示本文中介绍的大部分内容。

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