使用智能合约

以太坊社区有不少提供智能合约编写、编译、发布、调用等功能的工具,用户和开发者可以根据需求或开发环境自行选择。

本节将向开发者介绍使用 Geth 客户端搭建测试用的本地区块链,以及如何在链上部署和调用智能合约。

搭建测试用区块链

由于在以太坊公链上测试智能合约需要消耗以太币,所以对于开发者开发测试场景,可以选择本地自行搭建一条测试链。开发好的智能合约可以很容易的切换接口部署到公有链上。注意测试链不同于以太坊公链,需要给出一些非默认的手动配置。

配置初始状态

首先配置私有区块链网络的初始状态。新建文件 genesis.json,内容如下。

{
"config": {
"chainId": 22,
"homesteadBlock": 0,
"eip155Block": 0,
"eip158Block": 0
},
"alloc" : {},
"coinbase" : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"difficulty" : "0x400",
"extraData" : "",
"gasLimit" : "0x2fefd8",
"nonce" : "0x0000000000000038",
"mixhash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"timestamp" : "0x00"
}

其中,chainId 指定了独立的区块链网络 ID,不同 ID 网络的节点无法互相连接。配置文件还对当前挖矿难度 difficulty、区块 Gas 消耗限制 gasLimit 等参数进行了设置。

启动区块链

用以下命令初始化区块链,生成创世区块和初始状态。

$ geth --datadir /path/to/datadir init /path/to/genesis.json

其中,--datadir 指定区块链数据的存储位置,可自行选择一个目录地址。

接下来用以下命令启动节点,并进入 Geth 命令行界面。

$ geth --identity "TestNode" --rpc --rpcport "8545" --datadir /path/to/datadir --port "30303" --nodiscover console

各选项的含义如下。

  • --identity:指定节点 ID;

  • --rpc: 表示开启 HTTP-RPC 服务;

  • --rpcport: 指定 HTTP-RPC 服务监听端口号(默认为 8545);

  • --datadir: 指定区块链数据的存储位置;

  • --port: 指定和其他节点连接所用的端口号(默认为 30303);

  • --nodiscover: 关闭节点发现机制,防止加入有同样初始配置的陌生节点;

创建账号

用上述 geth console 命令进入的命令行界面采用 JavaScript 语法。可以用以下命令新建一个账号。

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x1b6eaa5c016af9a3d7549c8679966311183f129e"

输入两遍密码后,会显示生成的账号,如"0x1b6eaa5c016af9a3d7549c8679966311183f129e"。可以用以下命令查看该账号余额。

> myAddress = "0x1b6eaa5c016af9a3d7549c8679966311183f129e"
> eth.getBalance(myAddress)
0

看到该账号当前余额为 0。可用 miner.start() 命令进行挖矿,由于初始难度设置的较小,所以很容易就可挖出一些余额。miner.stop() 命令可以停止挖矿。

创建和编译智能合约

以 Solidity 编写的智能合约为例。为了将合约代码编译为 EVM 二进制,需要安装 Solidity 编译器 solc。

$ apt-get install solc

新建一个 Solidity 智能合约文件,命名为 testContract.sol,内容如下。该合约包含一个方法 multiply,作用是将输入的整数乘以 7 后输出。

pragma solidity ^0.4.0;
contract testContract {
function multiply(uint a) returns(uint d) {
d = a * 7;
}
}

用 solc 获得合约编译后的 EVM 二进制码。

$ solc --bin testContract.sol
======= testContract.sol:testContract =======
Binary:
6060604052341561000c57fe5b5b60a58061001b6000396000f30060606040526000357c0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000900463ffffffff168063c6888fa114603a575bfe5b3415604157fe5b60556004808035906020019091905050606b565b6040518082815260200191505060405180910390f35b60006007820290505b9190505600a165627a7a72305820748467daab52f2f1a63180df2c4926f3431a2aa82dcdfbcbde5e7d036742a94b0029

再用 solc 获得合约的 JSON ABI(Application Binary Interface),其中指定了合约接口,包括可调用的合约方法、变量、事件等。

$ solc --abi testContract.sol
======= testContract.sol:testContract =======
Contract JSON ABI
[{"constant":false,"inputs":[{"name":"a","type":"uint256"}],"name":"multiply","outputs":[{"name":"d","type":"uint256"}],"payable":false,"type":"function"}]

下面回到 Geth 的 JavaScript 环境命令行界面,用变量记录上述两个值。注意在 code 前加上 0x 前缀。

> code = "0x6060604052341561000c57fe5b5b60a58061001b6000396000f30060606040526000357c0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000900463ffffffff168063c6888fa114603a575bfe5b3415604157fe5b60556004808035906020019091905050606b565b6040518082815260200191505060405180910390f35b60006007820290505b9190505600a165627a7a72305820748467daab52f2f1a63180df2c4926f3431a2aa82dcdfbcbde5e7d036742a94b0029"
> abi = [{"constant":false,"inputs":[{"name":"a","type":"uint256"}],"name":"multiply","outputs":[{"name":"d","type":"uint256"}],"payable":false,"type":"function"}]

部署智能合约

在 Geth 的 JavaScript 环境命令行界面,首先用以下命令解锁自己的账户,否则无法发送交易。

> personal.unlockAccount(myAddress)
Unlock account 0x1b6eaa5c016af9a3d7549c8679966311183f129e
Passphrase:
true

接下来发送部署合约的交易。

> myContract = eth.contract(abi)
> contract = myContract.new({from:myAddress,data:code,gas:1000000})

如果此时没有在挖矿,用 txpool.status 命令可看到本地交易池中有一个待确认的交易。可用以下命令查看当前待确认的交易。

> eth.getBlock("pending",true).transactions
[{
blockHash: "0xbf0619ca48d9e3cc27cd0ab0b433a49a2b1bed90ab57c0357071b033aca1f2cf",
blockNumber: 17,
from: "0x1b6eaa5c016af9a3d7549c8679966311183f129e",
gas: 90000,
gasPrice: 20000000000,
hash: "0xa019c2e5367b3ad2bbfa427b046ab65c81ce2590672a512cc973b84610eee53e",
input: "0x6060604052341561000c57fe5b5b60a58061001b6000396000f30060606040526000357c0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000900463ffffffff168063c6888fa114603a575bfe5b3415604157fe5b60556004808035906020019091905050606b565b6040518082815260200191505060405180910390f35b60006007820290505b9190505600a165627a7a72305820748467daab52f2f1a63180df2c4926f3431a2aa82dcdfbcbde5e7d036742a94b0029",
nonce: 1,
r: "0xbcb2ba94f45dfb900a0533be3c2c603c2b358774e5fe89f3344031b202995a41",
s: "0x5f55fb1f76aa11953e12746bc2d19fbea6aeb1b9f9f1c53a2eefab7058515d99",
to: null,
transactionIndex: 0,
v: "0x4f",
value: 0
}]

可以用 miner.start() 命令挖矿,一段时间后,交易会被确认,即随新区块进入区块链。

调用智能合约

用以下命令可以发送交易,其中 sendTransaction 方法的前几个参数与合约中 multiply 方法的输入参数对应。这种方式,交易会通过挖矿记录到区块链中,如果涉及状态改变也会获得全网共识。

> contract.multiply.sendTransaction(10, {from:myAddress})

如果只是想本地运行该方法查看返回结果,可采用如下方式获取结果。

> contract.multiply.call(10)
70