Web3与智能合约交互实战

Web3与智能合约交互实战

写在前面

在最初学习以太坊的时候,很多人都是自己创建以太坊节点后,使用geth与之交互。这种使用命令行交互的方法虽然让很多程序员感到兴奋(黑客帝国的既视感?),但不可能指望普通用户通过命令行使用Dapp。因此,我们需要一种友好的方式(比如一个web页面)来与智能合约交互,于是问题的答案就是web3.js

Web3.js

Web3.js是以太坊官方的Javascript API,可以帮助智能合约开发者使用HTTP或者IPC与本地的或者远程的以太坊节点交互。实际上就是一个库的集合,主要包括下面几个库:

  • web3-eth用来与以太坊区块链和智能合约交互
  • web3-shh用来控制whisper协议与p2p通信以及广播
  • web3-bzz用来与swarm协议交互
  • web3-utils包含了一些Dapp开发有用的功能

Web3与geth通信使用的是 JSON-RPC ,这是一种轻量级的RPC(Remote Procedure Call)协议,整个通信的模型可以抽象为下图。

Web3 Communication Model

搭建测试链

在开发初期,我们并没有必要使用真实的公链,为了开发效率,一般选择在本地搭建测试链。在本文我们选择的Ganache(在此之前使用的是testrpc,Ganache属于它的升级版),一个图形化测试软件(也有命令行版本),可以一键在本地搭建以太坊区块链测试环境,并且将区块链的状态通过图形界面显示出来,Ganache的运行界面如下图所示。

Ganache

从图中可以看到Ganache会默认创建10个账户,监听地址是http://127.0.0.1:7545,可以实时看到Current BlockGas PriceGas Limit等信息。

创建智能合约

目前以太坊官方全力支持的智能合约开发环境是Remix IDE,我们在合约编辑页面编写如下代码:

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pragma solidity ^0.4.21;

contract InfoContract {

string fName;
uint age;

function setInfo(string _fName, uint _age) public {
fName = _fName;
age = _age;
}

function getInfo() public constant returns (string, uint) {
return (fName, age);
}
}

代码很简单,就是简单的给nameage变量赋值与读取,接下来切换到 run 的 tab 下,将Environment切换成Web3 Provider,并输入我们的测试链的地址http://127.0.0.1:7545,这里对这三个选项做一简单说明:

  • Javascript VM:简单的Javascript虚拟机环境,纯粹练习智能合约编写的时候可以选择
  • Injected Web3:连接到嵌入到页面的Web3,比如连接到MetaMask
  • Web3 Provider:连接到自定义的节点,如私有的测试网络。

如果连接成功,那么在下面的Account的选项会默认选择 Ganache 创建的第一个账户地址。接下来我们点击Create就会将我们的智能合约部署到我们的测试网中。接下来 Remix 的页面不要关闭,在后面编写前端代码时还要用到合约的地址以及ABI信息。

安装Web3

在这之前,先在终端创建我们的项目:

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> mkdir info
> cd info

接下来使用 node.js 的包管理工具 npm 初始化项目,创建package.json 文件,其中保存了项目需要的相关依赖环境。

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> npm init

一路按回车直到项目创建完成。最后,运行下面命令安装web.js:

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> npm install web3

注意: 在实际安装过程中我发现web3在安装完成后并没有 /node_modules/web3/dist/we3.min.js 文件,这个问题在 issue#1041中有体现,但官方好像一直没解决。不过可以在这里下载所需的文件,解压后将dist文件夹的内容拷贝到 /node_modules/web3路径下。

创建 UI

在项目目录下创建index.html,在这里我们将创建基础的 UI,功能包括nameage的输入框,以及一个按钮,这些将通过 jQuery 实现:

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
<title>Document</title>

<link rel="stylesheet" type="text/css" href="main.css">

<script src="./node_modules/web3/dist/web3.min.js"></script>

</head>
<body>
<div class="container">

<h1>Info Contract</h1>

<h2 id="info"></h2>

<label for="name" class="col-lg-2 control-label">Name</label>
<input id="name" type="text">

<label for="name" class="col-lg-2 control-label">Age</label>
<input id="age" type="text">

<button id="button">Update Info</button>


</div>

<script src="https://code.jquery.com/jquery-3.2.1.slim.min.js"></script>

<script>
// Our future code here..
</script>

</body>
</html>

接下来需要编写main.css文件设定基本的样式:

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body {
background-color:#F0F0F0;
padding: 2em;
font-family: 'Raleway','Source Sans Pro', 'Arial';
}
.container {
width: 50%;
margin: 0 auto;
}
label {
display:block;
margin-bottom:10px;
}
input {
padding:10px;
width: 50%;
margin-bottom: 1em;
}
button {
margin: 2em 0;
padding: 1em 4em;
display:block;
}

#info {
padding:1em;
background-color:#fff;
margin: 1em 0;
}

##使用Web3与智能合约交互
UI 创建好之后,在<script>标签中间编写web.js的代码与智能合约交互。首先创建web3实例,并与我们的测试环境连接:

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<script>
if (typeof web3 !== 'undefined') {
web3 = new Web3(web3.currentProvider);
} else {
// set the provider you want from Web3.providers
web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:7545"));
}
</script>

这段代码是web3.js Github提供的样例,意思是如果web3已经被定义,那么就可以直接当作我们的 provider 使用。如果没有定义,则我们手动指定 provider。

这里可能会存在疑问:为什么 web3 会被事先定义呢?实际上,如果你使用类似 MetaMask(一个 Chrome 上的插件,迷你型以太坊钱包)这样的软件,provider 就会被自动植入。

在上面代码的基础上,接下来设置默认的以太坊账户:

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web3.eth.defaultAccount = web3.eth.accounts[0];

在上文中我们使用 Ganache 已经创建了 10 个账户了,这里我们选择第一个账户当作默认账户。

接下来需要让我们的web3知道我们的合约是什么样的,这里需要用到合约的 ABI(Application Binary Interface)ABI可以使我们调用合约的函数,并且从合约中获取数据。

在上文中我们已经在 Remix 中创建了我们的合约,这时重新回到 Remix,在 Compile 的 tab 下我们点击Details 出现的页面中我们可以拷贝合约的ABI,如下图所示。

将其复制到代码中:

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var infoContract = web3.eth.contract(PASTE ABI HERE!);

接下来转到 run 的tab,拷贝合约的地址,将其复制到下面的代码中:

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var info = InfoContract.at('PASTE CONTRACT ADDRESS HERE');

完成这些我们就可以调用合约中的函数了,下面我们使用 jQuery 与我们的合约进行交互:

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info.getInfo(function(error, result){
if(!error)
{
$("#info").html(result[0]+' ('+result[1]+' years old)');
console.log(result);
}
else
console.error(error);
});

$("#button").click(function() {
info.setInfo($("#name").val(), $("#age").val());
});

以上的代码就简单地实现了对合约中两个函数的调用,分别读取和显示nameage变量。

到此我们就完成了全部的代码,完整代码可以在 InfoContract 中找到。在浏览器中打开index.html测试效果如下图(输入名字和年龄后刷新)。

本文的作者是盖盖,他的微信公众号: chainlab

参考文献

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