链码概念与结构

超级账本 Fabric 中的链码（Chaincode）延伸自智能合约的概念，负责对应用程序发送的请求做出响应，执行代码逻辑，实现与账本进行交互。

区块链网络中成员协商好业务逻辑后，可将其编程到链码中，所有业务流程将遵循合约代码自动执行。

链码执行过程中可以创建状态（State）并写入账本中。状态绑定到链码的命名空间，仅限该链码访问。在合适许可下，链码可以调用另一个链码，间接访问其状态。在一些场景下，不仅需要访问状态当前值，还需要查询状态的历史值。

原生链码默认在 Docker 容器中执行，2.0 版本中开始支持外部链码。链码通过 gRPC 协议与 Peer 节点进行交互，包括读写账本、返回响应结果等。

Fabric 支持多种语言实现的链码，包括 Go、JavaScript、Java 等。下面以 Go 语言为例介绍链码接口和相关结构。

Chaincode 接口

每个链码都需要实现以下 Chaincode 接口，包括 Init 和 Invoke 两个方法。

type Chaincode interface {
	Init(stub ChaincodeStubInterface) pb.Response
	Invoke(stub ChaincodeStubInterface) pb.Response
}

• Init：当链码收到初始化指令时，Init 方法会被调用。

• Invoke：当链码收到调用（invoke）或查询（query）调用时，Invoke 方法会被调用。

链码结构

一个链码的必要结构如下所示：

package main

// 引入必要的包
import (
	"github.com/hyperledger/fabric-chaincode-go/shim"
	pb "github.com/hyperledger/fabric-protos-go/peer"
)

// 声明一个结构体
type SimpleChaincode struct {}

// 为结构体添加 Init 方法
func (t *SimpleChaincode) Init(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {
	// 在该方法中实现链码初始化或升级时的处理逻辑
	// 编写时可灵活使用 stub 中的 API
}

// 为结构体添加 Invoke 方法
func (t *SimpleChaincode) Invoke(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {
	// 在该方法中实现链码运行中被调用或查询时的处理逻辑
	// 编写时可灵活使用 stub 中的 API
}

// 主函数，需要调用 shim.Start() 方法
func main() {
	err := shim.Start(new(SimpleChaincode))
	if err != nil {
		fmt.Printf("Error starting Simple chaincode: %s", err)
	}
}

依赖包

从 import 代码段可以看到，链码需要引入如下的依赖包。

• "github.com/hyperledger/fabric-chaincode-go/shim"：shim 包提供了链码与账本交互的中间层。链码通过 shim.ChaincodeStub 提供的方法来读取和修改账本状态。

• pb "github.com/hyperledger/fabric-protos-go/peer": Init 和 Invoke 方法需要返回 pb.Response 类型。

推荐：上述基于 shim 的编程模式是较早的 API。从 Fabric v1.4+ 开始，推荐使用 Contract API（contractapi 包）来开发链码，它提供了更高级的抽象，支持更清晰的错误处理和交易上下文管理。对于新项目，建议优先采用 Contract API 而非 shim API。

Contract API 示例（推荐）

从 Fabric v2.x 起，推荐使用 contractapi 包开发链码。相比 shim API，Contract API 提供了更清晰的结构和更好的错误处理：

package main

import (
	"fmt"
	"github.com/hyperledger/fabric-contract-api-go/contractapi"
)

// SmartContract 提供操作账本的函数
type SmartContract struct {
	contractapi.Contract
}

// InitLedger 初始化账本数据
func (s *SmartContract) InitLedger(ctx contractapi.TransactionContextInterface) error {
	// 初始化逻辑
	return ctx.GetStub().PutState("hello", []byte("world"))
}

// Read 读取指定 key 的值
func (s *SmartContract) Read(ctx contractapi.TransactionContextInterface, key string) (string, error) {
	value, err := ctx.GetStub().GetState(key)
	if err != nil {
		return "", fmt.Errorf("failed to read from world state: %v", err)
	}
	if value == nil {
		return "", fmt.Errorf("the asset %s does not exist", key)
	}
	return string(value), nil
}

// Write 写入指定 key 的值
func (s *SmartContract) Write(ctx contractapi.TransactionContextInterface, key string, value string) error {
	return ctx.GetStub().PutState(key, []byte(value))
}

func main() {
	chaincode, err := contractapi.NewChaincode(&SmartContract{})
	if err != nil {
		fmt.Printf("Error creating chaincode: %s", err)
		return
	}
	if err := chaincode.Start(); err != nil {
		fmt.Printf("Error starting chaincode: %s", err)
	}
}

Contract API 的主要优势包括：函数参数直接映射（无需手动解析 args）、自动序列化/反序列化、内置的交易上下文（TransactionContextInterface）、以及更符合 Go 语言习惯的错误处理模式。

Init 和 Invoke 方法

编写链码，关键是要实现 Init 和 Invoke 这两个方法。

当初始化链码时，Init 方法会被调用。如同名字所描述的，该方法用来完成一些初始化的工作。当调用链码时，Invoke 方法被调用，主要业务逻辑都需要在该方法中实现。

Init 或 Invoke 方法以 stub shim.ChaincodeStubInterface 作为传入参数，pb.Response 作为返回类型。其中，stub 封装了丰富的 API，功能包括对账本进行操作、读取交易参数、调用其它链码等。