区块链DAPP开发实战——在安卓下调用本地节点发行的代币和智能合约

作 者 简 介

刘其康——Android系统工程师

5年以上开发经验，在多领域跨平台开发的经验丰富，负责京东直播的开发和设计工作，热衷于探索新技术新方向，并实际应用。

引言

目前，有关区块链相关技术和方向持续升温，但是，基于区块链技术的DAPP(去中心化应用)尚处于早期探索状态，还没有大规模实际应用价值的DAPP出现。但不可否认的是区块链技术带给了我们巨大的想象空间，从现在的情形来看打造完全去中心化的App至少还需要几年时间。DAPP能否打败APP还是一个未知数，但DApp的发展是个必然趋势。所以我们要紧跟时代的步伐，勇敢的去探索新技术新方向，成为下一个时代的先驱者。

>>>> 一、背景与目的

>>>> 1、背景

本文在区块链火爆的今天，给想学习这方面知识但又无从下手的同学提供了一个方向，文中涉及多种不同技术进行整合，信息量较大，基本已经将开发过程中可能会遇到的问题解决或者绕开，以方便您的顺畅学习。

>>>> 2、目的

通过本文的学习，你将收获以下几点：

1. 区块链常用开发环境部署与搭建
2. 基于truffle框架开发与部署Solidity智能合约
3. 在安卓中通过web3j来访问本地节点部署的代币与合约

>>>> 二、开发环境准备

>>>> 1、PowerShell

powerShell是一款比cmd权限更高的命令提示工具，cmd.exe微软已明确不在维护，通过开始搜索powerShell可以打开。

>>>> 2、Nodejs

使用nodejs命令行工具npm方便下载开发所需的相关库，开发所用到的大部分第三方库或者框架都是用过npm进行下载（http://nodejs.cn/download/）

注意：npm指令由于某种原因会导致连接不上外网的情况，可以修改npm下载源地址为淘宝地址，命令行执行npm config set registry（https://registry.npm.taobao.org）

>>>> 3、Charles

Charles是一款抓包工具，我们需要用他来配置代理，以便手机/模拟器来访问到本地https://127.0.0.1:9545端口。

>>>> 4、Web3j.bat

Web3j.bai智能合约包装器，可以把已编译好的智能合约文件.json转化成.java类文件，方便程序识别调用（https://github.com/web3j/web3j/releases/tag/v3.3.1）

>>>> 5、Atom

Atom是一款好用的开发solidity的IDE，有多个支持Solidity开发的插件方便使用，包括代码提示工具等（https://atom.io）

Atom开发Solidity插件安装：

打开Atom，File-Setting-Install 搜索要安装的插件名，如果网络好的话可下载，不过因为某种原因，我们是下不了这个插件的，所以采用从git上下载源码安装的方式。

要安装的两个插件：

1. language-ethereum(代码提示) git:https://github.com/caktux/language-ethereum
2. autocomplete-solidity(智能补全) git: https://github.com/AustP/autocomplete-solidity

下载的压缩包解压到安装地址，每个人不同

打开windows PowerShell，cd C:\Users\liuqikang\.atom\packages到目标目录下，输入指令apm install language-ethereum（language-ethereum是解压后的文件夹名），也可以到解压后文件夹下通过npm install安装，安装成功后再次回到Atom中Setting搜索插件会显示已安装，结果如下：

>>>> 三、开发阶段

>>>> 1、本地节点搭建，开发智能合约并部署

Truffle是一款以太坊Solidity编程语言开发框架（官方样例网址：https://truffleframework.com/boxes），我们要使用truffle的基础工程tutorialtoken来开发自己的代币（https://truffleframework.com/boxes/tutorialtoken）

a、构建tutorialtoken工程

打开PowerShell建立一个文件夹tokentest，并进入

通过根据官网教程部署tutorialtoken工程，truffle unbox tutorialtoken（如果失败或者报错，请确保上面npm的源已切换），Tutorialtoken工程部署成功后，如下图所示：

此时官方工程已经下载成功了。

b、工程分析，开发智能合约

使用atom .命令打开这个工程（atom安装成功后会自动配置到系统环境变量中）

我们来分析一下工程目录：

• Build：构建目录
• Contracts：智能合约.sol 文件夹
• Migrations：智能合约部署文件夹
• Node_modules：第三方库文件夹
• Src：相关js内容，因为这个是一个web工程
• Test：测试文件夹
• package.json：每一个nodejs工程必备,里面调用了truffle.js
• truffle.js：truffle框架入口文件

继续阅读官方教程后可以发现一个官方的提示

官方提示说我们这个工程不是一个完整的dapp工程，我们需要依赖于OpenZepplin第三方库自己补全这个工程，点开Open Zeepelin的链接，从第三部开始（前两部我们已经做过了），在当前工程目录下安装open zeppelin

安装成功后，继续按照open zeppelin教程，在Atom的contracts文件夹下创建一个合约TutorialToken.sol，并填入初始内容

pragma solidity ^0.4.24;
import "openzeppelin-solidity/contracts/token/ERC20/StandardToken.sol";
contract TutorialToken is StandardToken {
}

第一行为指定了当前solidity所用的版本，第二行为solidity导入外部合约，第三行为当前合约继承了导入的外部合约，contract代表这是一个合约。

我们来看一下StandardToken这个文件，进入

node_modules/openzeppelin-solidity/contracts/token/ERC20/StandardToken.sol

ERC20通用代币标准，感兴趣的同学可以自己了解下，相关的还有ERC721（以太猫）。

BasicToken 通用代币基类：

这个balances代表定义的“账户→余额”信息，Mapping相当于“键→值”数据。mapping（address =>uint256），address为solidity语法中的用户地址，uint256为当前这个address（用户）所拥的余额。totalSupply_代表代币总数。

继续按照open zeppelin教程，在合约TutorialToken中添加四个变量：

• Name为当前代币的名称
• Symbol为当前代币的单位
• Decimals为代币的小数位数
• INITIAL_SUPPLY为发行的代币数量

这四个变量都是可以自己定义的。

继续定义一个合约的构造函数：

第一行，设置代币的总币数；

第二行，把所有的钱分配给当前初始账户，msg.sender代表当前账户，类型为address

继续在migrations/下创建合约部署文件2_initial_contracts.js

内容为

到此代币合约的编码工作基本已经完成。

注意：由于该web工程需要访问外网js的地址，国内访问不了，所以我们要切换为可访问的源，修改tokentest/src/js/index.html文件尾部js访问地址为国内源。

c、启动节点部署合约并完成web端访问

继续看教程，它使用了Ganache来创建的节点，而我们使用的是truffle，后面的教程就不需要看了。回到我们的truffle教程，输入truffle develop进入truffle开发者模式，进入成功后如下图所示：

留意几个点：

• http://127.0.0.1:9545为当前节点地址
• Accounts为默认初始化的10个账户地址
• Private Keys为上面10个账户对应的私钥

编译此工程，compile

TutorialToken.sol为我们刚刚创建的代币合约

部署合约，deploy

Truffle调用了我们刚才创建的合约部署文件2_initial_contracts.js部署了合约TutorialToken

部署的合约地址为0x345ca3e014aaf5dca488057592ee47305d9b3e10

到此我们的代币和智能合约已经编译并部署成功了。

注意：我们进行编译和部署的这个PowerShell不能关闭，因为后续启动需要。

让我们来启动下这个节点，让我们重新再打开一个PowerShell，依次执行

启动成功后，浏览器会自动弹出当前web工程的网页。如果显示有问题，请查看外网JS源是否已经切换（上一小节最后）。

到此为止，web端的工程已经搭建完毕，我们可以测试一下这个TT币。

还记得truffle develop启动时候的账户吗

我们当前登录的是第一个默认账户，现在我们给第二个账户转1000TT币：

• 在address中填入目标账户： 0xf17f52151ebef6c7334fad080c5704d77216b732
• Amount填入转账金额：1000
• 点击Transfer，会弹出转账成功弹窗，并更新余额

并且可以在浏览器的控制台中看到转账记录。

>>>> 2、Android下访问本地节点并测试合约的调用

我们验证此时代币合约已经可以正常的转账查询余额了，接下来我们看看如何用Android来接入这个节点，此时需要访问本地节点，需要打开Charles。

a、使用web3j连接节点获取账户信息

我们需要用到web3j：以太坊推出的java端调用库，和web3.js类似，可以参考web3j中文文档进行开发。

打开AndroidStudio创建一个空工程，引入maven仓库

compile('org.web3j:core:3.3.1-android')

在Manifest.xml中添加一些会用到的权限

5.0系统以上需要动态权限验证

在MainActivity的onCreate中来访问一下这个节点，由于需要访问网络我们需要在线程中来调用web3j。

首先，我们要连接上我们部署的节点

解释下这段代码：

• Web3j是我们使用的第三方库
• Web3jFactory是android中与节点建立关联的方式
• Web3ClientVersion()是我们用来查看版本的函数
• .send()很重要，在web3j中我们调用任何函数或者合约，都需要最后调用send()来发起请求通知节点执行

上面的函数执行完成后得到返回我们可以确认android通过web3j已成功和节点建立了关联，我们来获取一下账户信息

通过log可以看到，用户列表

账户都是和truffle帮我们创建的账户是相同的。

b、在android中部署合约

接下来我们来访问下我们的TutorialToken合约来完成转账和查询余额。

这里web3j有一个相比web3.js不太方便的地方，不支持直接由合约地址来创建合约，所以我们只能通过他所提供的智能合约包装器（其实就是转换成java类），因为在java中合约需要一个明确的类型和内部声明。我们需要将我们之前编译好的TutorialToken合约，包装成Java可识别的类。

打开之前的tokentest工程

到build路径下找到我们的TutorialToken.json，这个就是我们.sol文件编译生成的合约。找到我们下载的web3j工具包，到bin目录下找web3j.bat批处理工具

使用命令行进入到此路径下，键入指令web3jtruffle generate –javaTypes

命令模板：web3j truffle generate –javaTypes 合约的地址.json -o 合约生成地址 -p 包名
我的命令：web3j truffle generate –javaTypes C:\truffle\tokentest\build\contracts\TutorialToken.json –o D:\web3j –p com.web3jtest

com.web3jtest是我即将拷入AS的package路径，执行之后会生成java可识别的合约类

将这个文件拷贝进我们的工程中，我们就可以通过web3j来部署这个合约了。

c、访问TutorialToken合约，完成转账和查询余额操作

我们直接看代码：

• User1：账户1
• User1PrivateKey：user1的私钥
• Credentials：通过私钥创建的凭证,通过凭证我们检索出用户的账户名公钥等信息

通过deploy部署这个合约，注意一定要调用.send()函数才会使合约生效

第一个LOG是通过用户私钥分析出的用户账户名，第二个就是我们加载成功的合约地址。

我们来查询下当前账户的余额

试下转账：

结果：

Android端访问本地节点基本功能完成。

>>>> 四、总结

到此，我们完成代币从底层部署到上层访问的全套流程。

文中没有涉及到solidity开发的语法相关内容，不过对于从事开发行业的朋友来讲，solidity语法比较简单，我们掌握了本地节点的搭建和开发流程后，可以随意创建自己的合约方便测试。

目前我们的节点只是部署在本地上，之后在合约开发完成后，就可以在公链上发布捞金了。Truffle、solidity及web3j各自都有很多需要深入研究的功能，感兴趣的同学可以研究下。

感谢您的时间~，辛苦您顺手点赞^_^