以太坊本地開發環境搭建

X1nFLY發表於2018-05-09
開發環境

本文所搭建的環境是在 Mac 上的開發環境，其他作業系統上與此非常相似，依然有參考價值。

作為一枚區塊鏈開發工程師，本地的開發環境是必不可少的。我們首先看看需要哪些工具：

  1. go-ethereum
  2. solc
  3. Ethereum Wallet

這些工具的安裝在官方文件上都有非常詳細的講解，這邊就不多贅述了。

目錄結構

下文中的檔案均已該目錄為當前路徑。

先新建好如下初始目錄，

.
├── data
└── genesis.json
  • genesis.json：初始化私有鏈的配置檔案。
  • data：存放區塊鏈資料的目錄。

配置檔案

以太坊支援自定義創世區塊，要執行私有鏈那麼就必須定義自己的創世區塊。創世區塊的資訊就寫在 genesis.json 中，內容如下：

{
  "config": {
    "chainId": 15,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "alloc": {},
  "nonce": "0x0000000000000042",
  "difficulty": "0x020000",
  "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp": "0x00",
  "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
  "gasLimit": "0x4c4b40"
}

大概解釋下其中的幾個引數：

  • alloc：用來預設定賬號以及賬號的 ether 數量。因為私有鏈挖礦比較容易，所以我們不需要預設定賬號。比如，{“0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a”:{“balance”:”100000000000000000000000000000″}}
  • nonce：一個64位隨機數，用於挖礦。
  • mixhash：和 nonce 配合用於挖礦，由上一個區塊的一部分生成的 hash。
  • difficulty：設定當前區塊的難度，如果難度過大，cpu挖礦就很難，所以這邊設定的很小，不要跟自己過不去嘛。
  • coinbase：預設挖礦的礦工賬號。
  • timestamp：設定創世塊的時間戳。
  • parentHash：上一個區塊的hash值，因為是創世塊，所以值是0。
  • extraData：附加資訊，隨便填。
  • gasLimit：設定對GAS的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易資訊總和。因為我們是私有鏈，所以可以寫的大一些，方便開發測試。

初始化

接下來我們就需要將創世區塊的初始資訊寫入區塊鏈中，使用 geth init 命令。

# geth --datadir "./data" --networkid 31415926 --rpc --rpccorsdomain "*" init ./genesis.json

大致會輸出如下資訊：

INFO [03-12|19:36:02] Allocated cache and file handles
INFO [03-12|19:36:02] Writing custom genesis block
INFO [03-12|19:36:02] Persisted trie from memory database
INFO [03-12|19:36:02] Successfully wrote genesis state

此時的目錄結構就變成如下：

.
├── data
│  ├── geth
│  │  ├── chaindata
│  │  │  ├── 000001.log
│  │  │  ├── CURRENT
│  │  │  ├── LOCK
│  │  │  ├── LOG
│  │  │  └── MANIFEST-000000
│  │  └── lightchaindata
│  │      ├── 000001.log
│  │      ├── CURRENT
│  │      ├── LOCK
│  │      ├── LOG
│  │      └── MANIFEST-000000
│  └── keystore
└── genesis.json

其中 keystore 目錄用來儲存賬戶資訊，geth 目錄用來儲存區塊資訊。

啟動

讓我們接下來啟動私有鏈吧！

# geth --datadir data --networkid 31415926 --rpc --rpccorsdomain "*" --nodiscover console

輸出如下即表示成功進入 geth 的控制檯：

Welcome to the Geth JavaScript console!

instance: Geth/v1.8.2-stable/darwin-amd64/go1.10
 modules: admin:1.0 debug:1.0 eth:1.0 miner:1.0 net:1.0 personal:1.0 rpc:1.0 txpool:1.0 web3:1.0

>

建立賬戶

先別急著去挖礦，我們得先建立一個賬戶，不然挖出的 ether 塞哪裡去呢！

ether 也就是我們說的以太幣（ETH）。

先來看看是否已存在賬戶了，

> eth.accounts
[]

那我們新建兩個（用於後面賬戶間的轉賬演示），

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"

現在我們就有兩個賬戶了，

> eth.accounts
["0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a", "0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"]

多說一句，我們此時去看看 keystore 目錄，多出了兩個檔案，也就是我們剛才建立的兩個賬戶金鑰（丟了它，你就等於丟了幣）

.
├── UTC--2018-03-12T11-46-09.722094891Z--880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a
└── UTC--2018-03-12T11-48-04.771328116Z--29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523

這時候讓我們看看賬戶裡有沒有 ether，

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0

挖礦

一開始大家的賬戶裡都沒有 ether，那麼都需要通過挖礦來獲取。使用 miner.start() 命令開啟挖礦，預設挖出的 ether 是存到 eth.coinbase 賬戶中的，也就是第一個賬戶。

> eth.coinbase
INFO [03-12|19:55:13] Etherbase automatically configured       address=0x880004Bb64282fb01A3A2500DDF1F4bB5AD4b64A
"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"

如果我們想要把挖到的礦存入其他賬戶，可以這樣：

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true

好了，我們開始挖吧~

> miner.start(1)
> INFO [03-12|20:00:44] Commit new mining work                   number=1 txs=0 uncles=0 elapsed=513.188µs
INFO [03-12|20:00:47] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=0 elapsed=1.668s
INFO [03-12|20:00:49] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=1 elapsed=3.368s

等到 percentage 達到100就能挖出來了，請耐心等待~

INFO [03-12|20:04:15] Successfully sealed new block            number=4 hash=81db99…4db568
INFO [03-12|20:04:15] ? mined potential block                  number=4 hash=81db99…4db568

出現小錘頭的時候意味著你挖到了！

那麼我們先暫停挖礦，

> miner.stop()
true

然後看看賬戶餘額，

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
85000000000000000000

不要被這個零的個數嚇到，這裡預設顯示的以 wei 為單位的，而 1 ether = 10^18 wei，所以我們轉換一下單位立馬就清晰了，

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]), `ether`)
85

嗯，其實我們目前就挖了 85 個 ether~

轉賬

既然手頭有了錢，分點給好朋友吧！

記得在轉賬前把自己解鎖，類比銀行卡轉賬，你得先輸入密碼才能轉賬。

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a
Passphrase:
true

我決定轉給好朋友 8 個 ether！

> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:web3.toWei(8,`ether`)})
INFO [03-12|20:24:15] Submitted transaction                    fullhash=0x996a3037b75585415ece5b1dc28181833691760176b3f24066c93e7093a967e5 recipient=0x29a079BdbC6D4d122178FBe01558E5DF2D008523
"0x996a3037b75585415ece5b1dc28181833691760176b3f24066c93e7093a967e5"

我們可以看到目前只是向區塊鏈提交了這筆轉賬交易，誰來執行這筆交易呢？礦工

我們還是得開啟挖礦模式，把這筆轉賬交易執行掉。然後我們再來看看好朋友的賬戶裡面有多少 ether 了，

> eth.getBalance(eth.accounts[1])
8000000000000000000

以太坊錢包

遙想當初第一次安裝以太坊錢包的時候，為了下載以太坊主網路的全節點資料，整整下了5天，然後卡在最後幾個區塊死活動不了，最後棄療。。。

這段磨人的經歷想想都心塞，不過後來用了 Ethfans 的星火節點計劃，匯入了超級節點，peers 一下子增多，下載確實快多了。說回正題，這次我們需要讓 Ethereum Wallet 連上我們的私有鏈，然後利用錢包的 UI 介面快速開發部署智慧合約。

/Applications/Ethereum Wallet.app/Contents/MacOS/Ethereum Wallet --rpc "/path/to/data/geth.ipc"

注意這裡的 --ipc 引數值是剛才專案裡面 data 目錄下的 geth.ipc，就是讓錢包連線上本地的私有鏈。

異常情況

挖礦異常

如果出現 miner.start() 直接返回 null 的情況，請先檢視是否還未建立過賬戶。

如果之前有搭建過本地私有鏈，那麼請先將之前的 .ethash 目錄刪除，該目錄在當前登入使用者的家目錄下。

總結

筆者一開始是選擇最簡單的開發流程去實踐的：下載官方的 Ethereum Wallet 然後同步主網全節點，然後開發合約並部署。但是下載全節點的經歷實在是不想回想，沒日沒夜同步了好幾天還沒同步全（離當前最新區塊總是差那麼幾塊同步不了，當然後來是解決了）。後來請教技術群友告知了我可以使用 Remix + MetaMask 這種輕量級開發流程，確實方便很多，除錯開發用基於瀏覽器的 Remix IDE，部署合約用基於瀏覽器外掛的 MetaMask。

但是有時候 Remix 載入很慢，而且這個解決方案沒網路就不行了（大部分都有 WIFI 可以連，但是有的時候真的是沒網路。。。）私有鏈挺好的解決了上述兩個困擾我的問題，而且在搭建和使用私有鏈的過程，就是一次比較完整的區塊鏈體驗~

歡迎關注公眾號：『位元扣』，與我一起探索區塊鏈的世界。

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