【Web3项目案例】Ethers.js极简入门＋实战案例：实现ERC20协议代币查询、交易

简介

在以太坊生态系统中，ERC20 代币是最常见的一种代币标准。ERC20 代币基于智能合约构建，可以在以太坊网络上进行转账和查询余额。

在本文中，我们将使用 ethers.js 库实现与 ERC20 合约进行交互的功能，包括转账代币和查询余额等操作。

前景科普-ERC20

ERC20代币是符合以太坊请求评论20（Ethereum Request for Comments 20，简称ERC20）标准的代币。ERC20是一种协议标准，定义了代币在以太坊区块链上必须实现的一系列规则和功能，以确保不同代币之间的兼容性和互操作性

Ethers极简入门教程：HelloVitalik（非小白可跳）

教程概览

• 工具与环境：我们将使用VScode作为开发工具，并通过npm安装ethers库。
• 在线编辑器：介绍使用playcode在线编译JavaScript代码。
• 程序示例：编写HelloVitalik程序，查询Vitalik的ETH余额。

开发工具

VScode（推荐）

使用本地VScode进行开发，安装Node.js后，通过npm安装ethers库：

npm install ethers --save

HelloVitalik程序

导入ethers库

import { ethers } from "ethers";

连接以太坊网络

使用Provider类连接以太坊网络：

const provider = ethers.getDefaultProvider();

编写异步函数

使用async/await语法编写异步函数，与区块链进行交互：

const main = async () => {
    // ...
};
main();

获取Vitalik的ETH余额

利用Provider类的getBalance()函数查询Vitalik的ETH余额：

const balance = await provider.getBalance("vitalik.eth");

输出结果

将获取到的余额从wei转换为ETH，并在控制台输出：

console.log(`ETH Balance of vitalik: ${ethers.formatEther(balance)} ETH`);

不难发现 我们的代码中用到Async和Await，这是为什么呢？

Async/Await

除了Promises和回调函数，ethers.js还支持使用async/await关键字来处理异步性。

async/await是ES7引入的语法糖，它可以让我们像编写同步代码一样编写异步代码。使用async关键字修饰一个函数，就可以在函数体内使用await关键字来等待一个异步操作完成。await关键字可以在Promise对象或返回Promise对象的函数前使用，它会暂停函数的执行，直到Promise对象状态变为resolved并返回结果。

为什么以太坊交互需要异步编程？

以太坊是一个分布式网络，涉及到网络通信和共识机制等复杂因素。在与以太坊进行交互时，我们需要等待交易被确认、智能合约的执行结果等。这些操作都需要耗费时间，并且可能会受到网络延迟等因素的影响。如果使用同步编程模型，主线程会被阻塞，无法处理其他任务，从而造成用户体验的下降。

异步编程模型通过将长时间运行的任务委托给后台处理，让主线程能够继续执行其他任务，提高了程序的响应能力和效率。ethers.js利用了Promises和回调函数等机制来处理以太坊交互的异步性。

以太坊开发实践：使用Ethers.js与ERC20代币交互

环境准备

首先，确保你已经安装了Node.js环境，并准备好了以下依赖：

• ethers：以太坊JavaScript库，用于与以太坊网络交互。
• dotenv：用于加载环境变量的库。
• chalk：用于在控制台输出中添加颜色。

安装依赖：

npm install ethers dotenv chalk

设置环境变量

在与以太坊网络进行交互时，我们需要使用一些环境变量来连接到以太坊节点。为了安全起见，我们将这些敏感信息保存在 .env 文件中，并通过 dotenv 库加载到环境变量中。

在项目目录中创建一个新的文件 .env，并填入以下内容：

INFURA_API_KEY=<YOUR_INFURA_API_KEY>
PRIVATE_KEY=<YOUR_PRIVATE_KEY>
TOKEN_ADDRESS=<TOKEN_ADDRESS>

步骤1：引入依赖并配置环境变量

const { ethers } = require("ethers");
const dotenv = require("dotenv");
const chalk = require("chalk");

dotenv.config();

这里我们引入了所需的模块，并使用dotenv库加载了存储在.env文件中的环境变量。

步骤2：设置以太坊提供者和钱包

const main = async () => {
    const provider = new ethers.providers.InfuraProvider(
        "mainnet",
        process.env.INFURA_API_KEY
    );

    const wallet = new ethers.Wallet(process.env.PRIVATE_KEY, provider);
    console.log(chalk.bold("Connected to Ethereum network!!!"));

我们使用Infura作为我们的以太坊节点提供者，并使用环境变量中的私钥创建了一个钱包实例。

步骤3：加载ERC20合约

const tokenAddress = process.env.TOKEN_ADDRESS;
const tokenAbi = []; // 这里应该是ERC20代币的ABI数组

const tokenContract = new ethers.Contract(tokenAddress, tokenAbi, wallet);
console.log(chalk.bold(`Loaded ERC20 contract at address ${tokenContract.address}`));

创建一个合约实例，用于与特定的ERC20代币合约交互。

步骤4：查询代币余额

const getAddressBalance = async (address) => {
    const balance = await tokenContract.balanceOf(address);
    const decimals = await tokenContract.decimals();
    return balance.div(ethers.BigNumber.from(10).pow(decimals)).toString();
};

const address = "<ADDRESS_TO_QUERY>"; // 要查询余额的以太坊地址
const balance = await getAddressBalance(address);
console.log(chalk.green.bold(`Current token balance: ${balance}`));

定义一个异步函数getAddressBalance来查询指定地址的代币余额，并将其转换为人类可读的格式。

步骤5：转账代币

const transferToken = async (toAddress, amount) => {
    const tx = await tokenContract.transfer(toAddress, amount);
    console.log(
      chalk.green.bold(
        `Transfer of ${amount} tokens to ${toAddress} successful! Transaction hash: ${tx.hash}`
      )
    );
};

const toAddress = "<ADDRESS_TO_TRANSFER>"; // 要转账代币的以太坊地址
const amount = ethers.utils.parseUnits("<AMOUNT>", "<DECIMALS>"); // 要转账的代币数量
await transferToken(toAddress, amount);

定义一个异步函数transferToken来执行代币转账，并输出交易成功的信息。

步骤6：执行主函数并处理错误

main().catch((error) => console.error(chalk.foregroundColorNames.bold("Error: "), error));

执行main函数，并捕获任何可能发生的错误。

一些方法的详细解释：

1. Provider：Provider是ethers.js中的一个核心概念，它负责与以太坊节点通信。Provider可以是WebSocket连接、HTTP连接，或者是任何实现了所需API的自定义实现。
2. getSigner()：这个方法从Provider对象中获取一个Signer实例。Signer实例代表了一个拥有私钥的以太坊账户，它能够签署交易和消息，从而允许你代表该账户发送交易。
3. contractAddress：这是智能合约在以太坊网络上的地址。
4. abi：ABI代表应用二进制接口（Application Binary Interface），它是智能合约的接口描述，定义了合约的方法和事件。
5. new ethers.Contract()：这是创建一个表示智能合约的实例的方法。你需要提供合约地址、ABI和Signer对象，这样你就可以调用合约的方法并与之交互。