以太坊智能合约开发第四篇:实现Hello World智能合约

绝大部分开发者学习一门语言的时候,都是从输出一个 Hello World 开始。我们也从实现一个 Hello World 合约为切入点,开始进入智能合约的世界吧。

环境准备

安装好 nodenpm。这里对node和npm的安装过程,不做详细介绍。本篇依赖的环境版本:

Node : v8.9.0 Npm: 5.5.1

在你的代码目录里,创建名为 smartcontract 的文件夹,并创建如下两个文件 package.jsonHello.sol

smartcontract ├── Hello.sol └── package.json

package.json 文件里,添加如下依赖包配置:

{
  "name": "smartcontract",
  "version": "0.0.1",
  "dependencies": {
    "fs": "0.0.1-security",
    "solc": "^0.4.21",
    "web3": "^0.20.0"
  }
}

fs模块用于文件的相关操作 solc模块是编译器 web3模块是以太坊提供的工具包,主要用于与合约的通信

接下来执行 npm install 下载相关的依赖包。

编写合约代码

环境准备好后,就可以开始编写合约代码了。 打开 Hello.sol 文件,编写代码如下:

//pragma关键字:版本申明。
//用来指示编译器将代码编译成特定版本,以免引起兼容性问题
//此处不支持0.4.0之前的编译器,也不支持0.5.0之后的编译器(条件为 ^)
pragma solidity ^0.4.0;

//contract关键字:合约申明
//和Java、PHP中的class类似
//此处是申明一个名为Hello的合约
contract Hello {

    //public: 函数访问属性(后续文章为详细阐述)
    //returns (string): 定义返回值类型为string
    function say(string name) public returns (string) {
        return name;
    }
}

代码很简单。就实现了用户输入什么字符串,合约就原样返回的操作。

接下来,我们需要编写 合约部署 脚本。

编写合约部署脚本

smartcontract 目录下,新建名为 deploy.js 的文件。代码如下:

//设置web3连接
var Web3 = require('web3');
//http://localhost:7545 为Ganache提供的节点链接
var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider('http://localhost:7545'));
//读取合约
var fs = require('fs');
var contractCode = fs.readFileSync('Hello.sol').toString();
//编译合约代码
var solc = require('solc');
var compileCode = solc.compile(contractCode);

console.log(compileCode);

//获取合约abi和字节码
var abi = JSON.parse(compileCode.contracts[':Hello'].interface);
var byteCode = compileCode.contracts[':Hello'].bytecode;
//创建合约对象
var VotingContract = web3.eth.contract(abi);
//部署合约,并返回部署对象
var deployedContract = VotingContract.new({
    data:byteCode,
    from:web3.eth.accounts[0],  //部署合约的外部账户地址
    gas:750000        //部署合约的矿工费
});
console.log(deployedContract);

代码里我加上了简单的注释。这里解释一下 abi 这个概念。

abi全称是 Application Binary Interface,即应用程序二进制接口。简单的说,就是合约对外的接口描述

需要注意的是,矿工费gas为750000。以太坊上每笔交易的执行(被矿工打包)都会被收取一定数量的gas。gas的目的是限制执行交易所需的工作量,同时为执行支付费用。当EVM执行交易时,gas将按照特定规则被逐渐消耗,无论执行到什么位置,一旦gas被耗尽,将会触发一个 out of gas 异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚。如果执行结束,还有gas剩余,这些gas将会返还给发送账户。因此,如果部署时抛出 out of gas 的异常,我们可适当的提高gas值。

部署

在当前目录下,执行 node deploy.js 命令。我们在部署脚本里将 compileCode 变量打印出来了,粗略看看就行:

{ contracts:
   { ':Hello':
      { assembly: [Object],
        bytecode: '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',
        functionHashes: [Object],
        gasEstimates: [Object],
        interface: '[{"constant":false,"inputs":[{"name":"name","type":"string"}],"name":"say","outputs":[{"name":"","type":"string"}],"payable":false,"stateMutability":"nonpayable","type":"function"}]',
        metadata: '{"compiler":{"version":"0.4.21+commit.dfe3193c"},"language":"Solidity","output":{"abi":[{"constant":false,"inputs":[{"name":"name","type":"string"}],"name":"say","outputs":[{"name":"","type":"string"}],"payable":false,"stateMutability":"nonpayable","type":"function"}],"devdoc":{"methods":{}},"userdoc":{"methods":{}}},"settings":{"compilationTarget":{"":"Hello"},"evmVersion":"byzantium","libraries":{},"optimizer":{"enabled":false,"runs":200},"remappings":[]},"sources":{"":{"keccak256":"0x2e3dd18fbfbd17bb4f866b1bfbb38082172a0bb58d9396b63bab04e67d9d8e08","urls":["bzzr://d1aae746dfab03e712d8a3cb76b7d4b5bf60f48fafbffa04dfa8a2d53ad5d0ca"]}},"version":1}',
        opcodes: 'PUSH1 0x60 PUSH1 0x40 MSTORE CALLVALUE ISZERO PUSH2 0xF JUMPI PUSH1 0x0 DUP1 REVERT JUMPDEST PUSH2 0x16C DUP1 PUSH2 0x1E PUSH1 0x0 CODECOPY PUSH1 0x0 RETURN STOP PUSH1 0x60 PUSH1 0x40 MSTORE PUSH1 0x4 CALLDATASIZE LT PUSH2 0x41 JUMPI PUSH1 0x0 CALLDATALOAD PUSH29 0x100000000000000000000000000000000000000000000000000000000 SWAP1 DIV PUSH4 0xFFFFFFFF AND DUP1 PUSH4 0xD5C61301 EQ PUSH2 0x46 JUMPI JUMPDEST PUSH1 0x0 DUP1 REVERT JUMPDEST CALLVALUE ISZERO PUSH2 0x51 JUMPI PUSH1 0x0 DUP1 REVERT JUMPDEST PUSH2 0xA1 PUSH1 0x4 DUP1 DUP1 CALLDATALOAD SWAP1 PUSH1 0x20 ADD SWAP1 DUP3 ADD DUP1 CALLDATALOAD SWAP1 PUSH1 0x20 ADD SWAP1 DUP1 DUP1 PUSH1 0x1F ADD PUSH1 0x20 DUP1 SWAP2 DIV MUL PUSH1 0x20 ADD PUSH1 0x40 MLOAD SWAP1 DUP2 ADD PUSH1 0x40 MSTORE DUP1 SWAP4 SWAP3 SWAP2 SWAP1 DUP2 DUP2 MSTORE PUSH1 0x20 ADD DUP4 DUP4 DUP1 DUP3 DUP5 CALLDATACOPY DUP3 ADD SWAP2 POP POP POP POP POP POP SWAP2 SWAP1 POP POP PUSH2 0x11C JUMP JUMPDEST PUSH1 0x40 MLOAD DUP1 DUP1 PUSH1 0x20 ADD DUP3 DUP2 SUB DUP3 MSTORE DUP4 DUP2 DUP2 MLOAD DUP2 MSTORE PUSH1 0x20 ADD SWAP2 POP DUP1 MLOAD SWAP1 PUSH1 0x20 ADD SWAP1 DUP1 DUP4 DUP4 PUSH1 0x0 JUMPDEST DUP4 DUP2 LT ISZERO PUSH2 0xE1 JUMPI DUP1 DUP3 ADD MLOAD DUP2 DUP5 ADD MSTORE PUSH1 0x20 DUP2 ADD SWAP1 POP PUSH2 0xC6 JUMP JUMPDEST POP POP POP POP SWAP1 POP SWAP1 DUP2 ADD SWAP1 PUSH1 0x1F AND DUP1 ISZERO PUSH2 0x10E JUMPI DUP1 DUP3 SUB DUP1 MLOAD PUSH1 0x1 DUP4 PUSH1 0x20 SUB PUSH2 0x100 EXP SUB NOT AND DUP2 MSTORE PUSH1 0x20 ADD SWAP2 POP JUMPDEST POP SWAP3 POP POP POP PUSH1 0x40 MLOAD DUP1 SWAP2 SUB SWAP1 RETURN JUMPDEST PUSH2 0x124 PUSH2 0x12C JUMP JUMPDEST DUP2 SWAP1 POP SWAP2 SWAP1 POP JUMP JUMPDEST PUSH1 0x20 PUSH1 0x40 MLOAD SWAP1 DUP2 ADD PUSH1 0x40 MSTORE DUP1 PUSH1 0x0 DUP2 MSTORE POP SWAP1 JUMP STOP LOG1 PUSH6 0x627A7A723058 KECCAK256 SELFDESTRUCT EQ 0xca REVERT SAR CALLCODE 0x1e 0x1e 0xdf NOT 0xef 0xf7 MSIZE DUP12 0xc8 0x2a SWAP9 SWAP5 0xc 0xc0 INVALID DIV 0x5d PUSH2 0x7D0 0x4b 0xb2 0x24 ADD 0x4f SWAP10 STOP 0x29 ',
        runtimeBytecode: '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',
        srcmap: '25:102:0:-;;;;;;;;;;;;;;;;;',
        srcmapRuntime: '25:102:0:-;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;47:78;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;23:1:-1;8:100;33:3;30:1;27:10;8:100;;;99:1;94:3;90:11;84:18;80:1;75:3;71:11;64:39;52:2;49:1;45:10;40:15;;8:100;;;12:14;47:78:0;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;89:6;;:::i;:::-;114:4;107:11;;47:78;;;:::o;25:102::-;;;;;;;;;;;;;;;:::o' } },
  errors:
   [ ':5:5: Warning: Function state mutability can be restricted to pure\n    function say(string name) public returns (string) {\n    ^ (Relevant source part starts here and spans across multiple lines).\n' ],
  sourceList: [ '' ],
  sources: { '': { AST: [Object] } } }

打开Ganache的 LOGS 面板,可以看到部署产生的交易(transaction)日志:

箭头所指就是部署成功后的合约地址:0xbf474d24ba8b19811db5deb51137ddccbe3ff288(每个人部署后的地址可能都不相同)。 我们记录下来,后面的合约调用代码里需要用到。同时,也可以打开 ACCOUNTS 面板,观察账户余额的变化。

合约调用

合约部署成功之后,我们写一段代码来调用合约里的 say() 方法,检测一下效果。在 smartcontract 目录下,新建名为 run.js 的文件,代码如下:

//设置web3连接
var Web3 = require('web3');
//http://localhost:7545 为Ganache提供的节点链接
var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider('http://localhost:7545'));
//读取合约
var fs = require('fs');
var contractCode = fs.readFileSync('Hello.sol').toString();
//编译合约代码
var solc = require('solc');
var compileCode = solc.compile(contractCode);
//获取合约abi和字节码
var abi = JSON.parse(compileCode.contracts[':Hello'].interface);
var byteCode = compileCode.contracts[':Hello'].bytecode;
//创建合约对象
var VotingContract = web3.eth.contract(abi);
//0xbf474d24ba8b19811db5deb51137ddccbe3ff288为合约部署地址
var contractInstance = VotingContract.at("0xbf474d24ba8b19811db5deb51137ddccbe3ff288");

var result = contractInstance.say.call('Hello world');
console.log(result);

我们来执行 node run.js 命令,可以看到在终端里输出了 Hello world

至此,第一个智能合约的代码编写 -> 编译 -> 部署 -> 调用的过程就完成了。建议大家动手执行一遍,加深理解。

抛砖引玉

如果我们事先在合约里定义好 Hello 字符串,如何与 name 变量进行字符串拼接?

敬请期待下一篇的讲解。

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