智能合約調用是實現一個 DApp 的關鍵,一個完整的 DApp 包括前端、后端、智能合約及區(qū)塊 鏈系統(tǒng),智能合約的調用是連接區(qū)塊鏈與前后端的關鍵。
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我們先來了解一下智能合約調用的基礎原理。智能合約運行在以太坊節(jié)點的 EVM 中。因此要 想調用合約必須要訪問某個節(jié)點。
以后端程序為例,后端服務若想連接節(jié)點有兩種可能,一種是雙 方在同一主機,此時后端連接節(jié)點可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication,進 程間通信)機制,也可以采用 RPC(Remote Procedure Call,遠程過程調用)機制;另 一種情況是雙方不在同一臺主機,此時只能采用 RPC 機制進行通信。
提到 RPC, 讀者應該對 Geth 啟動參數有點印象,Geth 啟動時可以選擇開啟 RPC 服務,對應的 默認服務端口是 8545。。
接著,我們來了解一下智能合約運行的過程。
智能合約的運行過程是后端服務連接某節(jié)點,將 智能合約的調用(交易)發(fā)送給節(jié)點,節(jié)點在驗證了交易的合法性后進行全網廣播,被礦工打包到 區(qū)塊中代表此交易得到確認,至此交易才算完成。
就像數據庫一樣,每個區(qū)塊鏈平臺都會提供主流 開發(fā)語言的 SDK(Software Development Kit,軟件開發(fā)工具包),由于 Geth 本身就是用 Go 語言 編寫的,因此若想使用 Go 語言連接節(jié)點、發(fā)交易,直接在工程內導入 go-ethereum(Geth 源碼) 包就可以了,剩下的問題就是流程和 API 的事情了。
總結一下,智能合約被調用的兩個關鍵點是節(jié)點和 SDK。
由于 IPC 要求后端與節(jié)點必須在同一主機,所以很多時候開發(fā)者都會采用 RPC 模式。除了 RPC,以太坊也為開發(fā)者提供了 json- rpc 接口,本文就不展開討論了。
接下來介紹如何使用 Go 語言,借助 go-ethereum 源碼庫來實現智能合約的調用。這是有固定 步驟的,我們先來說一下總體步驟,以下面的合約為例。
步驟 01:編譯合約,獲取合約 ABI(Application Binary Interface,應用二進制接口)。 單擊【ABI】按鈕拷貝合約 ABI 信息,將其粘貼到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 語言IDE 創(chuàng)建該文件,文件名可自定義,后綴最好使用 abi)。
最好能將 calldemo.abi 單獨保存在一個目錄下,輸入“l(fā)s”命令只能看到 calldemo.abi 文件,參 考效果如下:
步驟 02:獲得合約地址。注意要將合約部署到 Geth 節(jié)點。因此 Environment 選擇為 Web3 Provider。
在【Environment】選項框中選擇“Web3 Provider”,然后單擊【Deploy】按鈕。
部署后,獲得合約地址為:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。
步驟 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包內的可執(zhí)行程序)編譯智能合約為 Go 代碼。abigen 工具的作用是將 abi 文件轉換為 Go 代碼,命令如下:
其中各參數的含義如下。 (1)abi:是指定傳入的 abi 文件。 (2)type:是指定輸出文件中的基本結構類型。 (3)pkg:指定輸出文件 package 名稱。 (4)out:指定輸出文件名。 執(zhí)行后,將在代碼目錄下看到 funcdemo.go 文件,讀者可以打開該文件欣賞一下,注意不要修改它。
步驟 04:創(chuàng)建 main.go,填入如下代碼。 注意代碼中 HexToAddress 函數內要傳入該合約部署后的地址,此地址在步驟 01 中獲得。
步驟 04:設置 go mod,以便工程自動識別。
前面有所提及,若要使用 Go 語言調用智能合約,需要下載 go-ethereum 工程,可以使用下面 的指令:
該指令會自動將 go-ethereum 下載到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”,這樣還算 不錯。不過,Go 語言自 1.11 版本后,增加了 module 管理工程的模式。只要設置好了 go mod,下載 依賴工程的事情就不必關心了。
接下來設置 module 生效和 GOPROXY,命令如下:
在項目工程內,執(zhí)行初始化,calldemo 可以自定義名稱。
步驟 05:運行代碼。執(zhí)行代碼,將看到下面的效果,以及最終輸出的 2020。
上述輸出信息中,可以看到 Go 語言會自動下載依賴文件,這就是 go mod 的神奇之處。看到 2020,相信讀者也知道運行結果是正確的了。
就目前來看還是很有前景,因為越來越火了,不過他的應用領域還是局限在高并發(fā)處理和網站開發(fā),畢竟是后起之秀所以在其他桌面程序領域沒那么容易普及和超越c++,找工作就不推薦學go
在這個章節(jié)中我們會介紹如何用Go來編譯,部署,寫入和讀取智能合約。
與智能合約交互,我們要先生成相應智能合約的應用二進制接口ABI(application binary interface),并把ABI編譯成我們可以在Go應用中調用的格式。
第一步是安裝 Solidity編譯器 ( solc ).
Solc 在Ubuntu上有snapcraft包。
Solc在macOS上有Homebrew的包。
其他的平臺或者從源碼編譯的教程請查閱官方solidity文檔 install guide .
我們還得安裝一個叫 abigen 的工具,來從solidity智能合約生成ABI。
假設您已經在計算機上設置了Go,只需運行以下命令即可安裝 abigen 工具。
我們將創(chuàng)建一個簡單的智能合約來測試。 學習更復雜的智能合約,或者智能合約的開發(fā)的內容則超出了本書的范圍。 我強烈建議您查看 truffle framework 來學習開發(fā)和測試智能合約。
這里只是一個簡單的合約,就是一個鍵/值存儲,只有一個外部方法來設置任何人的鍵/值對。 我們還在設置值后添加了要發(fā)出的事件。
雖然這個智能合約很簡單,但它將適用于這個例子。
現在我們可以從一個solidity文件生成ABI。
它會將其寫入名為“Store_sol_Store.abi”的文件中
現在讓我們用 abigen 將ABI轉換為我們可以導入的Go文件。 這個新文件將包含我們可以用來與Go應用程序中的智能合約進行交互的所有可用方法。
為了從Go部署智能合約,我們還需要將solidity智能合約編譯為EVM字節(jié)碼。 EVM字節(jié)碼將在事務的數據字段中發(fā)送。 在Go文件上生成部署方法需要bin文件。
現在我們編譯Go合約文件,其中包括deploy方法,因為我們包含了bin文件。
在接下來的課程中,我們將學習如何部署智能合約,然后與之交互。
Commands
Store.sol
solc version used for these examples
如果你還沒看之前的章節(jié),請先學習 編譯智能合約的章節(jié) 因為這節(jié)內容,需要先了解如何將智能合約編譯為Go文件。
假設你已經導入從 abigen 生成的新創(chuàng)建的Go包文件,并設置ethclient,加載您的私鑰,下一步是創(chuàng)建一個有配置密匙的交易發(fā)送器(tansactor)。 首先從go-ethereum導入 accounts/abi/bind 包,然后調用傳入私鑰的 NewKeyedTransactor 。 然后設置通常的屬性,如nonce,燃氣價格,燃氣上線限制和ETH值。
如果你還記得上個章節(jié)的內容, 我們創(chuàng)建了一個非常簡單的“Store”合約,用于設置和存儲鍵/值對。 生成的Go合約文件提供了部署方法。 部署方法名稱始終以單詞 Deploy 開頭,后跟合約名稱,在本例中為 Store 。
deploy函數接受有密匙的事務處理器,ethclient,以及智能合約構造函數可能接受的任何輸入參數。我們測試的智能合約接受一個版本號的字符串參數。 此函數將返回新部署的合約地址,事務對象,我們可以交互的合約實例,還有錯誤(如果有)。
就這么簡單:)你可以用事務哈希來在Etherscan上查詢合約的部署狀態(tài):
Commands
Store.sol
contract_deploy.go
solc version used for these examples
這寫章節(jié)需要了解如何將智能合約的ABI編譯成Go的合約文件。如果你還沒看, 前先讀 上一個章節(jié) 。
一旦使用 abigen 工具將智能合約的ABI編譯為Go包,下一步就是調用“New”方法,其格式為“Newcontractname style="box-sizing: border-box; font-size: 16px; -ms-text-size-adjust: auto; -webkit-tap-highlight-color: transparent;"”,所以在我們的例子中如果你 回想一下它將是 NewStore 。 此初始化方法接收智能合約的地址,并返回可以開始與之交互的合約實例。/contractname
Commands
Store.sol
contract_load.go
solc version used for these examples
這寫章節(jié)需要了解如何將智能合約的ABI編譯成Go的合約文件。如果你還沒看, 前先讀 上一個章節(jié) 。
在上個章節(jié)我們學習了如何在Go應用程序中初始化合約實例。 現在我們將使用新合約實例提供的方法來閱讀智能合約。 如果你還記得我們在部署過程中設置的合約中有一個名為 version 的全局變量。 因為它是公開的,這意味著它們將成為我們自動創(chuàng)建的getter函數。 常量和view函數也接受 bind.CallOpts 作為第一個參數。了解可用的具體選項要看相應類的 文檔 一般情況下我們可以用 nil 。
Commands
Store.sol
contract_read.go
solc version used for these examples
這寫章節(jié)需要了解如何將智能合約的ABI編譯成Go的合約文件。如果你還沒看, 前先讀 上一個章節(jié) 。
寫入智能合約需要我們用私鑰來對交易事務進行簽名。
我們還需要先查到nonce和燃氣價格。
接下來,我們創(chuàng)建一個新的keyed transactor,它接收私鑰。
然后我們需要設置keyed transactor的標準交易選項。
現在我們加載一個智能合約的實例。如果你還記得 上個章節(jié) 我們創(chuàng)建一個名為 Store 的合約,并使用 abigen 工具生成一個Go文件。 要初始化它,我們只需調用合約包的 New 方法,并提供智能合約地址和ethclient,它返回我們可以使用的合約實例。
我們創(chuàng)建的智能合約有一個名為 SetItem 的外部方法,它接受solidity“bytes32”格式的兩個參數(key,value)。 這意味著Go合約包要求我們傳遞一個長度為32個字節(jié)的字節(jié)數組。 調用 SetItem 方法需要我們傳遞我們之前創(chuàng)建的 auth 對象(keyed transactor)。 在幕后,此方法將使用它的參數對此函數調用進行編碼,將其設置為事務的 data 屬性,并使用私鑰對其進行簽名。 結果將是一個已簽名的事務對象。
現在我就可以看到交易已經成功被發(fā)送到了以太坊網絡了:
要驗證鍵/值是否已設置,我們可以讀取智能合約中的值。
搞定!
Commands
Store.sol
contract_write.go
solc version used for these examples
有時您需要讀取已部署的智能合約的字節(jié)碼。 由于所有智能合約字節(jié)碼都存在于區(qū)塊鏈中,因此我們可以輕松獲取它。
首先設置客戶端和要讀取的字節(jié)碼的智能合約地址。
現在你需要調用客戶端的 codeAt 方法。 codeAt 方法接受智能合約地址和可選的塊編號,并以字節(jié)格式返回字節(jié)碼。
你也可以在etherscan上查詢16進制格式的字節(jié)碼
contract_bytecode.go
首先創(chuàng)建一個ERC20智能合約interface。 這只是與您可以調用的函數的函數定義的契約。
然后將interface智能合約編譯為JSON ABI,并使用 abigen 從ABI創(chuàng)建Go包。
假設我們已經像往常一樣設置了以太坊客戶端,我們現在可以將新的 token 包導入我們的應用程序并實例化它。這個例子里我們用 Golem 代幣的地址.
我們現在可以調用任何ERC20的方法。 例如,我們可以查詢用戶的代幣余額。
我們還可以讀ERC20智能合約的公共變量。
我們可以做一些簡單的數學運算將余額轉換為可讀的十進制格式。
同樣的信息也可以在etherscan上查詢:
Commands
erc20.sol
contract_read_erc20.go
solc version used for these examples
Go全稱Golang。
Go語言由Google公司開發(fā),并于2009年開源,相比Java/Python/C等語言,Go尤其擅長并發(fā)編程,性能堪比C語言,開發(fā)效率肩比Python,被譽為“21世紀的C語言”。
Go語言在云計算、大數據、微服務、高并發(fā)領域應用應用非常廣泛。BAT大廠正在把Go作為新項目開發(fā)的首選語言。
智能合約具有在執(zhí)行期間“發(fā)出”事件的能力。 事件在以太坊中也稱為“日志”。 事件的輸出存儲在日志部分下的事務處理中。 事件已經在以太坊智能合約中被廣泛使用,以便在發(fā)生相對重要的動作時記錄,特別是在代幣合約(即ERC-20)中,以指示代幣轉賬已經發(fā)生。 這些部分將引導您完成從區(qū)塊鏈中讀取事件以及訂閱事件的過程,以便交易事務被礦工打包入塊的時候及時收到通知。
為了訂閱事件日志,我們需要做的第一件事就是撥打啟用websocket的以太坊客戶端。 幸運的是,Infura支持websockets。
下一步是創(chuàng)建篩選查詢。 在這個例子中,我們將閱讀來自我們在之前課程中創(chuàng)建的示例合約中的所有事件。
我們接收事件的方式是通過Go channel。 讓我們從go-ethereum core/types 包創(chuàng)建一個類型為 Log 的channel。
現在我們所要做的就是通過從客戶端調用 SubscribeFilterLogs 來訂閱,它接收查詢選項和輸出通道。 這將返回包含unsubscribe和error方法的訂閱結構。
最后,我們要做的就是使用select語句設置一個連續(xù)循環(huán)來讀入新的日志事件或訂閱錯誤。
我們會在下個章節(jié)介紹如何解析日志。
Commands
Store.sol
event_subscribe.go
智能合約可以可選地釋放“事件”,其作為交易收據的一部分存儲日志。讀取這些事件相當簡單。首先我們需要構造一個過濾查詢。我們從go-ethereum包中導入 FilterQuery 結構體并用過濾選項初始化它。我們告訴它我們想過濾的區(qū)塊范圍并指定從中讀取此日志的合約地址。在示例中,我們將從在 智能合約章節(jié) 創(chuàng)建的智能合約中讀取特定區(qū)塊所有日志。
下一步是調用ethclient的 FilterLogs ,它接收我們的查詢并將返回所有的匹配事件日志。
返回的所有日志將是ABI編碼,因此它們本身不會非常易讀。為了解碼日志,我們需要導入我們智能合約的ABI。為此,我們導入編譯好的智能合約Go包,它將包含名稱格式為 ContractABI 的外部屬性。之后,我們使用go-ethereum中的 accounts/abi 包的 abi.JSON 函數返回一個我們可以在Go應用程序中使用的解析過的ABI接口。
現在我們可以通過日志進行迭代并將它們解碼為我么可以使用的類型。若您回憶起我們的樣例合約釋放的日志在Solidity中是類型為 bytes32 ,那么Go中的等價物將是 [32]byte 。我們可以使用這些類型創(chuàng)建一個匿名結構體,并將指針作為第一個參數傳遞給解析后的ABI接口的 Unpack 函數,以解碼原始的日志數據。第二個參數是我們嘗試解碼的事件名稱,最后一個參數是編碼的日志數據。
此外,日志結構體包含附加信息,例如,區(qū)塊摘要,區(qū)塊號和交易摘要。
若您的solidity事件包含 indexed 事件類型,那么它們將成為 主題 而不是日志的數據屬性的一部分。在solidity中您最多只能有4個主題,但只有3個可索引的事件類型。第一個主題總是事件的簽名。我們的示例合約不包含可索引的事件,但如果它確實包含,這是如何讀取事件主題。
正如您所見,首個主題只是被哈希過的事件簽名。
這就是閱讀和解析日志的全部內容。要學習如何訂閱日志,閱讀上個章節(jié)。
命令
Store.sol
event_read.go
首先,創(chuàng)建ERC-20智能合約的事件日志的interface文件 erc20.sol :
然后在給定abi使用 abigen 創(chuàng)建Go包
現在在我們的Go應用程序中,讓我們創(chuàng)建與ERC-20事件日志簽名類型相匹配的結構類型:
初始化以太坊客戶端
按照ERC-20智能合約地址和所需的塊范圍創(chuàng)建一個“FilterQuery”。這個例子我們會用 ZRX 代幣:
用 FilterLogs 來過濾日志:
接下來我們將解析JSON abi,稍后我們將使用解壓縮原始日志數據:
為了按某種日志類型進行過濾,我們需要弄清楚每個事件日志函數簽名的keccak256哈希值。 事件日志函數簽名哈希始終是 topic [0] ,我們很快就會看到。 以下是使用go-ethereum crypto 包計算keccak256哈希的方法:
現在我們將遍歷所有日志并設置switch語句以按事件日志類型進行過濾:
現在要解析 Transfer 事件日志,我們將使用 abi.Unpack 將原始日志數據解析為我們的日志類型結構。 解包不會解析 indexed 事件類型,因為它們存儲在 topics 下,所以對于那些我們必須單獨解析,如下例所示:
Approval 日志也是類似的方法:
最后,把所有的步驟放一起:
我們可以把解析的日志與etherscan的數據對比:
Commands
erc20.sol
event_read_erc20.go
solc version used for these examples
要讀取 0x Protocol 事件日志,我們必須首先將solidity智能合約編譯為一個Go包。
安裝solc版本 0.4.11
為例如 Exchange.sol 的事件日志創(chuàng)建0x Protocol交易所智能合約接口:
Create the 0x protocol exchange smart contract interface for event logs as Exchange.sol :
接著給定abi,使用 abigen 來創(chuàng)建Go exchange 包:
Then use abigen to create the Go exchange package given the abi:
現在在我們的Go應用程序中,讓我們創(chuàng)建與0xProtocol事件日志簽名類型匹配的結構體類型:
初始化以太坊客戶端:
創(chuàng)建一個 FilterQuery ,并為其傳遞0x Protocol智能合約地址和所需的區(qū)塊范圍:
用 FilterLogs 查詢日志:
接下來我們將解析JSON abi,我們后續(xù)將使用解壓縮原始日志數據:
為了按某種日志類型過濾,我們需要知曉每個事件日志函數簽名的keccak256摘要。正如我們很快所見到的那樣,事件日志函數簽名摘要總是 topic[0] :
現在我們迭代所有的日志并設置一個switch語句來按事件日志類型過濾:
現在要解析 LogFill ,我們將使用 abi.Unpack 將原始數據類型解析為我們自定義的日志類型結構體。Unpack不會解析 indexed 事件類型,因為這些它們存儲在 topics 下,所以對于那些我們必須單獨解析,如下例所示:
對于 LogCancel 類似:
最后是 LogError :
將它們放在一起并運行我們將看到以下輸出:
將解析后的日志輸出與etherscan上的內容進行比較:
命令
Exchange.sol
event_read_0xprotocol.go
這些示例使用的solc版本