如何在以太坊上搭建一个Dapp?对于开发人员来说,最好的学习办法就是亲自动手做一个小项目。所以,接下来将会以一个投票程序为例,带着你在以太坊平台上搭建一个dapp,并且通过借助这样一个例子介绍Dapp的编译、部署及交互过程。
这个程序的功能很简单,只是设定一组候选项,让所有人都可以给这些候选项投票,以及显示每个候选项收到的总票数。
事先说明,因为所有dapp框架都会隐藏掉一些底层细节,对初学者来说,贸然使用框架可能会形成对系统认识上的障碍,所以本文不会介绍如何借助框架搭建dapp。这样等将来需要甄选框架时,你也能清楚地看到框架到底帮你做了什么。
首先,准备开发环境,学习在开发环境中的合约编写、编译和部署流程,通过node.js控制台与区块链上的合约交互,通过一个简单的网页与合约交互,在页面上提供投票功能并显示候选项及相应的票数。
整个程序的开发都是在一台干净的ubuntu 16.04 xenial上完成的。除此之外,我还在一台macos上重复了一遍搭建和测试过程。
准备开发环境
按web开发的说法,真实区块链(live blockchain)相当于生产环境,我们自然不应该在生产环境上做开发,因此本文用了一个名为ganache的内存区块链(相当于区块链模拟器)。本教程的第二篇文章才会跟真正的区块链交互。
下面是在linux操作系统上安装ganache和web3js,以及启动测试区块链的步骤。在macos上可以用同样的命令。windows系统可以参照这里的命令。
注意:ganache-cli会创建10个自动参与交易的测试账号,每个账号里都预存了100个以太币(当然,只能用于测试),区块链DAPP项目开发,DAPP系统开发模式源码,DAPP钱包系统搭建技术。
简单的投票合约
接下来我们要用Solidity编程语言编写合约。如果你熟悉面向对象编程,就会觉得这个学起来很轻松。
我们要编写一个名为Voting的合约(相当于OOP语言中的类)。这个合约中会有个构造器,负责初始化一个包含候选项的数组;还会有两个方法,一个用于返回指定候选项的总票数,另一个给候选项的得票数加一。
注意:在将合约部署到区块链上时,构造器会执行,并且只会执行这一次。在做web应用时,每次重新部署都会覆盖掉原来的代码,但部署到区块链上的代码是不可变的。也就是说,即便你更新了合约,又重新部署了一次,之前的合约仍然会原封不动地留在区块链上,并且其中存储的数据也不会受到丝毫影响,新部署的代码会创建一个全新的合约实例。
下面是带有注释的投票合约代码:
pragma solidity^0.4.18;
//必须指明编译这段代码的编译器版本
contract Voting{
/*下面这个mapping域相当于一个关联数组或哈希。
mapping的键是候选项的名字,类型为bytes32;
值的类型是无符号整型,用于存储得票数。
*/
mapping(bytes32=>uint8)public votesReceived;
/*Solidity(还)不允许给构造器传入字符串数组。
所以我们用bytes32数组存储候选项
*/
bytes32[]public candidateList;
/*这就是把合约部署到区块链上时会执行一次的构造器。
在部署合约时,我们会传入一个包含候选项的数组。
*/
function Voting(bytes32[]candidateNames)public{
candidateList=candidateNames;
}
//这个函数用于返回指定候选项的总票数,其参数即为指定候选项
function totalVotesFor(bytes32 candidate)view public returns(uint8){
require(validCandidate(candidate));
return votesReceived[candidate];
}
//这个函数用于将指定候选项的票数加一
//这相当于实现了投票功能
function voteForCandidate(bytes32 candidate)public{
require(validCandidate(candidate));
votesReceived[candidate]+=1;
}
function validCandidate(bytes32 candidate)view public returns(bool){
for(uint i=0;i
if(candidateList==candidate){
return true;
}
}
return false;
}
}
部署区块链
将上面的代码保存到Voting.sol文件中,放在hello_world_voting目录下。接下来我们要编译这段代码,并将它部署到ganache区块链上。
在编译Solidity代码之前,需要先安装npm模块solc。我们会在node控制台中用这个库编译合约。
首先,在终端中运行node命令进入node控制台,初始化solc和web3对象。下面是需要在node控制台中输入的代码:
mahesh projectblockchain:~/hello_world_voting$node
>Web3=require('web3')
>web3=new Web3(new Web3.providers.HttpProvider
为了确保web3对象初始化成功,可以跟区块链通讯,我们可以查询一下区块链上的所有账号。
为了编译合约,需要先加载文件Voting.sol中的代码,并将其赋值给一个字符串变量,然后再编译这个字符串。
>code=fs.readFileSync('Voting.sol').toString()
>solc=require('solc')
>compiledCode=solc.compile(code)
代码编译成功后,可以在node终端中输入compiledCode命令查看contract对象,有两个域非常重要,一定要搞明白:compiledCode.contracts[‘:Voting’].bytecode:这是Voting.sol中的代码编译而成的字节码,也是要部署到区块链上的代码。compiledCode.contracts[‘:Voting’].interface:这是合约的接口或者说模板(称为abi),告诉合约的用户有哪些方法可用。将来不管什么时候要跟合约交互,都需要这个abi定义。这里有关于ABI的详细介绍。
部署合约
先创建一个在区块链中部署和初始化合约的合约对象(即下面的VotingContract)。
>abiDefinition=JSON.parse(compiledCode.contracts[':Voting'].interface)
>VotingContract=web3.eth.contract(abiDefinition)
>byteCode=compiledCode.contracts[':Voting'].bytecode
>deployedContract=VotingContract.new(['Rama','Nick','Jose'],{data:byteCode,from:web3.eth.accounts[0],gas:
4700000})
>deployedContract.address
>contractInstance=VotingContract.at(deployedContract.address)
上面代码中的VotingContract.new将合约部署到区块链上。它的第一个参数是包含候选项的数组,一看就能明白。第二个参数中各数据项的含义分别为:data:这是已编译好要部署到区块链上的字节码。from:区块链必须追踪是谁部署的合约。在这个例子中,我们只是调用了web3.eth.accounts,然后将返回结果的第一个账号作为这个合约的所有者(即将合约部署到区块链上的账号)。
记住,web3.eth.accounts返回的是ganche在启动测试区块链时创建的10个测试账号组成的数组。然而在真实的区块链中,不能随便指定一个账号。那必须是你拥有的账号,并且在交易之前要解锁那个账号。在创建账号时,系统会要求你提供一个口令,这个口令就是用来证明你对账号的所有权的。为了用起来方便,Ganache默认把10个账号全解锁了。
gas:跟区块链交互是要花钱的。为了把你的代码放到区块链上,是需要让矿机干活的,这笔钱就是给那些付出计算力的矿机的。
你必须明确愿意为此支付多少钱,即给‘gas’一个值。购买燃料的以太币是从你的from账号中出的。燃料的价格是由网络设定的。合约部署好之后,我们就可以跟合约的实例(即上面的变量contractInstance)交互了。区块链上有成百上千个合约,怎么确定哪个是你的呢?答案是用deployedContract.address。在你必须跟合约交互时,需要这个部署地址和之前说过的那个abi定义。
审核编辑 黄昊宇
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