Solana交易和指令

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在 Solana上，我们发送 [交易]与网络交互。 交 易包括一个或多个[指令], 每个交易代表一个待 处理的特定操作。 指令的执行逻辑是存储在部署到 Solana 网络的 [programs]上。每个程序存储自己的一组指令。

以下是关于交易执行方式的关键细节：

• 执行顺序：如果一个交易包括多个指令，这些指令将按照它们添加到交易中的顺序进行处 理。
• 原子性：交易是原子的，意味着它要么完全完成并且所有指令都成功处理，要么完全失 败。 如果交易中的任何指令失败，则不会执行任何指令。

为简单起见，可以将交易视为请求处理一个或多个指令。

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你可以将交易想象成一个信封，其中每个指令是您填写并放入信封中的文件。 然后我们发 出信封来处理文档，就像在网络上发送一个交易来处理我们的指令一样。

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关键要点

• Solana 交易由与网络上各种程序进行交互的指令组成，其中每个指令代表一个特定操 作。
• 每个指令指定执行指令的程序、指令所需的账户以及指令执行所需的数据。
• 交易中的指令按照它们列出的顺序进行处理。
• 交易是原子的，意味着要么所有指令都成功处理，要么整个交易失败。
• 交易的最大大小为1232字节。

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基本示例 

以下是代表从发送方向接收方转移 SOL 的单个指令的交易的图示。

Solana 上的个人“钱包”是由[系统程序] 拥有的账 户。 作为 [Solana 账户模型] 的一部分，只有拥有帐户的程序才允 许修改帐户上的数据。

因此，从“钱包”账户转移 SOL 需要发送一个交易来调用 System Program 上的转移指令。

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发送者账户必须包含在交易上作为签名者(is_signner)，以批准扣除他们的 lamport 余 额。 发送者和接收方的账户必须是可变的(is_wrable)，因为指令修改了两个账户的 lamport 余额。

交易一旦发送，系统程序将被调用来处理传输的指令。 然后，系统程序相应更新的发送者 和接受者账户的 lamport 余额。

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简单 SOL 转移

这是一个使用 SystemProgram.transfer 方法构建SOL转移指令的 [Solana Playground]示例：

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// 定义转账金额
const transferAmount = 0.01; // 0.01 SOL

// 创建一个转账指令，从 wallet_1 到 wallet_2
const transferInstruction = SystemProgram.transfer({
  fromPubkey: sender.publicKey,
  toPubkey: receiver.publicKey,
  lamports: transferAmount * LAMPORTS_PER_SOL, // Convert transferAmount to lamports
});

//  添加转账指令到新交易
const transaction = new Transaction().add(transferInstruction);

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运行脚本并检查记录到控制台的交易详细信息。在下面的部分中，我们将详细介绍发生的情 况。 在下面的部分，我们过一遍运行时发生什么的细节。

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交易

Solana 的[交易]包 括：

1. [签名]： 包含在交易中的签名数组。
2. [消息]： 要原子处理的指令列表。

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交易消息的结构包括：

• [消息头]：指定签名者和只读账户的数量。
• [账户地址]：指令在交易中所 需的账户地址数组。
• [最新的 Blockhash]：作为交易的时间 戳。
• [指令]：要执行的指令数组。

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交易大小 

Solana网络遵循最大传输单元（MTU）大小为1280字节，与 [IPv6 MTU]大小约束一致，以确保快速可 靠地通过 UDP 传输集群信息。 在计算必要的标头后（IPv6的40字节和8字节的片段 头），[1232 字节仍可用于数据包]， 例如序列化交易。

这意味着 Solana 交易的总大小限制为 1232 字节。签名和消息的组合不能超过此限制。

• 签名：每个签名需要64字节。签名的数量可以根据交易的要求而变化。 签名数量可以不 同，取决于交易的要求。
• 消息：消息包括指令、账户和附加元数据，每个账户需要32字节。 账户加上元数据的组 合大小可以根据交易中包含的指令而变化。

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消息头

[消息头]具 体规定了交易账户地址数组中包含的账户的权限。 它由三个字节组成，每个字节含有一个 u8 整数，它们共同规定：

1. 交易所需的签名数量。
2. 需要签名的只读账户地址的数量。
3. 不需要签名的只读账户地址的数量。

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紧凑数组格式 

在交易消息的上下文中，紧凑数组指的是以以下格式序列化的数组：

1. 数组的长度，编码为 [compact-u16]。
2. 编码长度后按顺序列出数组的各个项。

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这种编码方法用于指定交易消息中 的[账户地址]数 组的长度。

账户地址数组 

交易消息包括一个数组，其中包含所 有[账户地址] ，这些地址是交易内指令所需的。

该数组以一个 [compact-u16] 编码开 始，后跟按账户权限排序的地址。 消息头中的元数据用于确定每个部分中的账户数量。

• 可写且签名者账户
• 只读且签名者的账户
• 可写且非签名者的账户
• 只读且非签名者的账户 <!--EndFragment-->

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最近的块哈希

所有交易都包括一 个[最近的区块哈希]， 用作交易的时间戳。 区块哈希用于防止重复和消除过时的交易。

交易的区块哈希的最大年龄为150个区块（假设每个区块时间为400毫秒，约1分钟）。 如果 交易的区块哈希比最新的区块哈希旧150个区块，那么它被视为已过期。 这意味着在特定时 间范围内未处理的交易将永远不会被执行。

你可以使用[getLatestBlockhash]RPC方法来获 取当前的区块哈希以及区块哈希将有效的最后一个区块高度。 以下是一个 在[Solana Playground]上的示例。 <!--EndFragment-->

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指令数组 

交易消息包括一个包含所 有[请求处理的指令]的 数组。 交易消息中的指令采用以下格 式：[CompiledInstruction]。

与账户地址数组类似，这个紧凑数组以一 个[compact-u16]编码开始，后跟一个 指令数组。数组中的每个指令指定以下信息： 对于每个指令所需的每个账户，必须指定以 下信息：

1. 程序ID：标识将处理指令的链上程序。这表示为指向账户地址数组中的一个账户地 址的u8索引。 这是一个 u8 索引，指向帐户地址数组中的帐户地址。
2. 账户地址索引的紧凑数组：指向每个指令所需的账户地址数组的u8索引数组。
3. 不透明u8数据的紧凑数组：特定于被调用程序的u8字节数组。 此数据指定要在程序 上调用的指令，以及指令需要的任何附加数据（例如函数参数）。 <!--EndFragment-->

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示例交易结构

以下是包括单个 [SOL转账]指令的交易结构示 例。 它显示了消息细节，包括头部、账户密钥、区块哈希和指令，以及交易的签名。

• header：包括用于指定accountKeys数组中的读/写和签名者权限的数据。
• accountKeys：包括交易中所有指令的账户地址。
• recentBlockhash：交易创建时包含的区块哈希。
• instructions：包括交易中所有指令。 每个指令中的account和programIdIndex通 过索引引用accountKeys数组。
• signatures：包括交易中指令所需的所有签名。 通过使用相应账户的私钥对交易消息 进行签名来创建签名。 <!--EndFragment-->

"transaction": {
    "message": {
      "header": {
        "numReadonlySignedAccounts": 0,
        "numReadonlyUnsignedAccounts": 1,
        "numRequiredSignatures": 1
      },
      "accountKeys": [
        "3z9vL1zjN6qyAFHhHQdWYRTFAcy69pJydkZmSFBKHg1R",
        "5snoUseZG8s8CDFHrXY2ZHaCrJYsW457piktDmhyb5Jd",
        "11111111111111111111111111111111"
      ],
      "recentBlockhash": "DzfXchZJoLMG3cNftcf2sw7qatkkuwQf4xH15N5wkKAb",
      "instructions": [
        {
          "accounts": [
            0,
            1
          ],
          "data": "3Bxs4NN8M2Yn4TLb",
          "programIdIndex": 2,
          "stackHeight": null
        }
      ],
      "indexToProgramIds": {}
    },
    "signatures": [
      "5LrcE2f6uvydKRquEJ8xp19heGxSvqsVbcqUeFoiWbXe8JNip7ftPQNTAVPyTK7ijVdpkzmKKaAQR7MWMmujAhXD"
    ]
  }

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指令

一 个[指令]是 对链上执行特定操作的请求，也是[程序]中最小 的连续执行逻辑单元。

构建要添加到交易中的指令时，每个指令必须包括以下信息：

• 程序地址：指定被调用的程序。
• 账户：列出每个指令读取或写入的每个账户，包括其他程序，使用 AccountMeta 结构。
• 指令数据：一个字节数组，指定要在程序上调用 的[指令处理程序]，以及指令处理程序所需 的任何附加数据（函数参数）。

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账户元数据

对于每个指令所需的每个账户，必须指定以下信息：

• pubkey：账户的链上地址
• is_signer：指定账户是否在交易中作为签名者
• is_writable：指定账户数据是否将被修改 这些信息被称 为[账户元数据]。 <!--EndFragment-->

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通过指定指令所需的所有账户，以及每个账户是否可写，可以并行处理交易。

例如，两个不包含写入相同状态的账户的交易可以同时执行。

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示例指令结构

以下是一个 [SOL 转账]指令结构的示例，详 细说明了指令所需的账户密钥、程序 ID 和数据。

• keys：包括每个指令所需的AccountMeta （账户元数据）。
• programId：包含执行指令的程序地址。
• data：指令数据，作为字节缓冲区 <!--EndFragment-->

{
  "keys": [
    {
      "pubkey": "3z9vL1zjN6qyAFHhHQdWYRTFAcy69pJydkZmSFBKHg1R",
      "isSigner": true,
      "isWritable": true
    },
    {
      "pubkey": "BpvxsLYKQZTH42jjtWHZpsVSa7s6JVwLKwBptPSHXuZc",
      "isSigner": false,
      "isWritable": true
    }
  ],
  "programId": "11111111111111111111111111111111",
  "data": [2,0,0,0,128,150,152,0,0,0,0,0]
}

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扩展示例

构建程序指令的详细信息通常由客户端库抽象掉。 但是，如果没有可用的库，你总是可以 手动构建指令。

手动SOL转账

这是一个 [Solana Playground]示 例，展示了如何手动构建 SOL 转账指令：

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// 定义转账金额
const transferAmount = 0.01; // 0.01 SOL

// 系统程序转移指令的指令索引
const transferInstructionIndex = 2;

// 为要传递给传输指令的数据创建一个缓冲区
const instructionData = Buffer.alloc(4 + 8); // uint32 + uint64
// 将指令索引写入缓冲区
instructionData.writeUInt32LE(transferInstructionIndex, 0);
// 将转帐金额写入缓冲区
instructionData.writeBigUInt64LE(BigInt(transferAmount * LAMPORTS_PER_SOL), 4);

// 手动创建一个传输指令，用于将SOL从发送方传输到接收方
const transferInstruction = new TransactionInstruction({
  keys: [
    { pubkey: sender.publicKey, isSigner: true, isWritable: true },
    { pubkey: receiver.publicKey, isSigner: false, isWritable: true },
  ],
  programId: SystemProgram.programId,
  data: instructionData,
});

// 将转账指令添加到新交易中
const transaction = new Transaction().add(transferInstruction);

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在背后，使用 SystemProgram.transfer 方法 的[简单例子]在功能上等同于上面更详 细的示例。 SystemProgram.transfer方法简单地隐藏了为每个指令所需的账户创建指令 数据缓冲区和AccountMeta的细节。 <!--EndFragment-->

作者：https://t.me/+P3Z7P_xQxbNlZWZl 来源：https://www.fabipingtai.com