文章

目录

Web3教程：编写您的第一个“Hello, World”智能合约（2）

阅读: 评论: 约 4474 字 预计阅读 9 分钟

上一篇传送门：Web3教程：编写您的第一个“Hello, World”智能合约（1）

目录

  1. 什么是智能合约
  2. 部署您的第一个智能合约
  3. 什么是气体
  4. 与您的智能合约交互
  5. 智能合约的结构
  6. 将您的合同提交给 Etherscan
  7. 智能合约安全挑战
  8. 将合约集成到前端
  9. 其他资源

3、什么是气体，它是如何使用的？

以太坊中的 Gas 是指在区块链网络上执行智能合约或交易所需的额外费用。

为什么会存在这种情况？好吧，在运行智能合约时有几个主要限制：

  1. 每个部署的交易、智能合约或智能合约的执行，都必须在以太坊区块链上的每个完整节点上运行，以保证有效性。这是非常低效的（尽管新的区块链正在简化这一点）！
  2. 因为智能合约是图灵完备的，它们有可能永远执行，锁定区块链上的每个节点。

什么是图灵完备性？

实际上，只要有足够的时间和资源，图灵完备的编程语言就能够解决或表示任何计算问题，无论多么复杂。特别是，这有几个含义：

  1. 理论上，任何图灵完备语言都可以用来表示另一种图灵完备语言的逻辑，尽管实现的时间可能长得不合理。
  2. 图灵完备的程序最终可能会永远循环和执行。事实上，没有通用的方法可以证明这样的程序不会永远运行（也称为“停机问题”）。

例如，普通计算器不是图灵完备的，因为它只允许几种类型的计算。但是，计算机或科学计算器是图灵完备的，因为可以在其上执行任何类型的程序。

由于智能合约程序可以永远运行，gas 已成为以太坊中管理区块链程序影响的实用方式！在区块链上进行的每次计算或交易都会产生一些费用。这些费用可以防止昂贵的（或无休止的）合同执行，确保矿工的工作得到公平的补偿，并提供一个公平的市场来优先考虑哪些交易进入区块链。

计算天然气成本

对于任何给定的程序，使用的总气体计算为以太坊虚拟机执行的每个操作的气体总和。例如，在智能合约中添加两个数字需要 3 gas，而发送交易需要 21,000 gas。

天然气的总成本是通过将智能合约使用的天然气量乘以天然气价格得出的，天然气价格是由您（交易发送者）设置的值。

https://hicoldcat.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/img/202210291110696.png

为您的交易设置更高的 gas 价格意味着它更有可能在区块链上得到确认，因为以太坊区块链每秒只能确认大约 15 笔交易。但是，发送者也会花费更多的以太币。

另一个可以设置的重要值是**gas 限制，**或者您愿意在交易中花费的最大 gas 量。

通过将 gas 价格乘以 gas 限制，您将获得允许以太坊在任何特定交易的 gas 费用上花费的最大 Ether 数量。

https://hicoldcat.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/img/202210291111631.png

什么是“gwei”或“wei”，它们与 ETH 有什么关系？

“Wei”是 Ether 的最小单位，其中 10¹⁸ Wei 代表 1 Ether。1 gwei 是 10⁹ wei，每个 Ether 有 10⁹ gwei。

了解气体执行

当进行智能合约调用时，调用（或交易）将尝试使用程序执行时提供的气体。

  • 如果调用成功，未使用的gas将返还给发送者。
  • 如果调用因 gas 用完而失败，整个交易将恢复，撤消对区块链的所有更改。不会返回任何气体，因为它在计算过程中都已用完。

根据新的 EIP-1559 规范，成功交易的一部分 gas 费用将被烧掉（或从总供应量中移除），其余部分将发送给将您的交易添加到区块链的矿工。

什么是 EIP-1559，它如何影响 gas 费用？

在2021年8月5日实施以太坊提案EIP-1559之前，使用一手价gas拍卖的交易被纳入到区块链上。

4、与您的智能合约交互

现在我们已经成功地在goerli网络上部署了一个智能合约，让我们测试一下我们的web3技能并与之互动吧

第1步：创建一个 interact.js 文件

这是我们要写互动脚本的文件。我们将使用你之前在第一部分安装的Ethers.js库。

在你的/scripts文件夹中（hardhat教程），或者你的主目录中（Truffle教程），创建一个名为/interact.js的新文件，添加以下几行代码:

1
2
3
4
5

// interact.js

const API_KEY = process.env.API_KEY;
const PRIVATE_KEY = process.env.PRIVATE_KEY;
const CONTRACT_ADDRESS = process.env.CONTRACT_ADDRESS;

第2步：更新你的.env文件

我们将使用新的环境变量，所以我们需要在我们的.env文件中定义它们，并确保dotenv模块正在加载这些变量。

我们需要为我们的Alchemy API_KEY和部署智能合约的CONTRACT_ADDRESS添加一个定义。

你的.env文件应该看起来像这样:

1
2
3
4
5
6

# .env

API_URL = "https://eth-goerli.alchemyapi.io/v2/"
API_KEY = ""
PRIVATE_KEY = ""
CONTRACT_ADDRESS = "0x"

第3步：获取你的合约ABI

我们的合约ABI（应用二进制接口）是与我们的智能合约互动的接口。你可以在这里了解更多关于合约ABI的信息。Hardhat（和Truffle）自动为我们生成一个ABI，并将其保存在HelloWorld.json文件中。为了使用它，我们需要通过在我们的 contract-interact.js 文件中添加以下几行代码来解析其内容。

1
2
3
4
5
6
7

// interact.js

// For Truffle
const contract = require("./build/contracts/HelloWorld.json");

// For Hardhat
const contract = require("../artifacts/contracts/HelloWorld.sol/HelloWorld.json");

如果你想看到ABI，你可以把它打印到你的控制台。

1

console.log(JSON.stringify(contract.abi));

要运行interactive.js并看到你的ABI被打印到控制台，请导航到你的终端并运行

Hardhat:

1

npx hardhat run scripts/interact.js

Truffle:

1

node interact.js

第4步：创建你的合同的实例

为了与我们的合同互动，我们需要在我们的代码中创建一个实例。为了用Ethers.js做到这一点，我们将需要使用三个概念。

  1. Provider–这是一个节点提供者，让你对区块链进行读写访问。
  2. Signer - 这代表一个有能力签署交易的Ethereum账户。
  3. Contract - 这是一个Ethers.js对象，代表一个部署在链上的特定合约。

我们将使用上一步的合约ABI来创建我们的合约实例。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

// interact.js

// Provider
const alchemyProvider = new ethers.providers.AlchemyProvider(network="goerli", API_KEY);

// Signer
const signer = new ethers.Wallet(PRIVATE_KEY, alchemyProvider);

// Contract
const helloWorldContract = new ethers.Contract(CONTRACT_ADDRESS, contract.abi, signer);

你可以在Ethers.js文档中阅读更多关于提供者、签名者和合约的信息。

第5步：阅读初始信息

还记得我们部署合同时，initMessage = "Hello world!"吗？我们现在要读取存储在我们的智能合约中的消息，并将其打印到控制台。

在JavaScript中，我们使用异步函数与网络互动。请看这篇文章，了解更多关于异步函数的信息。

使用下面的代码来调用我们智能合约中的message函数，并读取初始消息。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

// interact.js

// ...

async function main() {
  const message = await helloWorldContract.message();
  console.log("The message is: " + message);
}
main();

在终端使用npx hardhat run scripts/interact.js运行该文件后，我们应该看到这个响应。

1

The message is: Hello world!

祝贺你! 你刚刚成功地从Ethereum区块链上读取了智能合约数据，好样的!

第6步：更新消息

现在，我们不只是读取消息，还可以使用update函数来更新保存在我们的智能合约中的消息！非常酷吧？

为了做到这一点，我们可以直接在我们实例化的合约对象上调用更新函数，像这样。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13

// interact.js

// ...

async function main() {
  const message = await helloWorldContract.message();
  console.log("The message is: " + message);

  console.log("Updating the message...");
  const tx = await helloWorldContract.update("This is the new message.");
  await tx.wait();
}
main();

注意，我们在返回的交易对象上调用了.wait()。这确保我们的脚本在继续前进之前等待交易在区块链上被挖掘出来。如果你漏掉这一行，你的脚本可能无法在你的合约中看到更新的message值。

第7步：读取新消息

你应该能够重复步骤5来读取更新的message值。花点时间，看看你是否能做出必要的修改来打印出这个新值

如果你需要一个提示，这里是你的interactive.js文件在这一点上应该是什么样子。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

// interact.js

const API_KEY = process.env.API_KEY;
const PRIVATE_KEY = process.env.PRIVATE_KEY;
const CONTRACT_ADDRESS = process.env.CONTRACT_ADDRESS;

const contract = require("../artifacts/contracts/HelloWorld.sol/HelloWorld.json");

// provider - Alchemy
const alchemyProvider = new ethers.providers.AlchemyProvider(network="goerli", API_KEY);

// signer - you
const signer = new ethers.Wallet(PRIVATE_KEY, alchemyProvider);

// contract instance
const helloWorldContract = new ethers.Contract(CONTRACT_ADDRESS, contract.abi, signer);

async function main() {
    const message = await helloWorldContract.message();
    console.log("The message is: " + message);

    console.log("Updating the message...");
    const tx = await helloWorldContract.update("this is the new message");
    await tx.wait();

    const newMessage = await helloWorldContract.message();
    console.log("The new message is: " + newMessage);
}

main();

现在只要运行这个脚本，你就可以看到旧的信息、更新状态和新的信息被打印到你的终端上!

1

npx hardhat run scripts/interact.js --network goerli

1
2
3

The message is: Hello World!
Updating the message...
The new message is: This is the new message.

当你运行该脚本时，你可能会注意到Updating the message...的步骤在新信息被设置之前需要花费一些时间来加载。

那是由于采矿过程造成的! 如果你对如何跟踪正在挖矿的交易感到好奇，请访问Alchemy mempool，查看你的交易状态（是否正在等待、已挖矿或被网络放弃）。如果你的交易被放弃了，查看Goerli Etherscan并搜索你的交易哈希值也很有帮助。

完成了! 你现在已经部署了一个Ethereum智能合约并与之进行了互动。

5、智能合约的结构

以太坊智能合约有许多关键的概念，与web2开发模式不同。

Types

在Solidity中，合约类型是一个结构，围绕一个单一的目的组织一系列相关的功能。

地址类型是Ethereum地址，相当于20个字节，以十六进制形式表示，以前缀0x开头。

大多数其他类型将是你作为一个开发人员所熟悉的–包括布尔、整数、定点数字、字节数组和字词。

Data Storage

在 Solidity 中，参考数据值可以被存储为存储、内存或 Calldata，这取决于存储数据的作用。特别是

  • 存储器将数据永久地保存在区块链上，而且非常昂贵。
  • 内存值只在智能合约的执行期限内存储，而且使用成本低廉（只需要花费少量的气体）。
  • calldata是一个特殊的数据位置，包含函数参数，只适用于外部函数调用参数。

Function Modifiers

函数的存在是为了根据外部交易发起的调用获得/设置信息。特别是，除非由外部交易发起，否则智能合约永远无法运行–它们不会在后台默默地执行。

访问修改器包括:

  • public:可以被所有函数或调用者访问
  • external:只能由外部调用者访问，不能由内部函数访问
  • internal:只能被这个合同或从它派生出来的合同访问。
  • private:只能由这个合同本身访问

其他修饰语包括:

  • view:这保证了该函数不会修改合同的数据状态（或存储的数据）。
  • pure：这保证了该函数既不读取也不修改合同数据的状态。
  • payable:被声明为可支付的函数和地址可以接受乙醚进入他们的合约。

特殊函数和变量

有一些全局变量和函数将有助于记住你的访问权限！有一些特殊的变量是：

  • block.number（uint256）:最近一个区块的编号。
  • block.timestamp (uint256):最近一个区块的UNIX时间戳。
  • block.gaslimit (uint256):当前区块的气体上限。
  • msg.sender（可支付的地址）:触发合同的交易的发件人。
  • msg.value (uint256): 与信息一起转移的wei数。

特殊功能包括:

  • receive(): 合约只能声明其中一个函数。当合约被发送至以太时，它作为默认的目的地。它不能有参数，不能返回任何东西，而且必须是外部的，应支付的。
  • fallback(): 合约只能有一个这样的函数声明。如果对合约的调用与任何函数不匹配，或者没有提供数据且没有声明receive()函数，它将作为后备函数。它不能有参数，不能返回任何东西，而且必须是外部的。

Events

Solidity 事件大致等同于其他编程范式中的日志。它们在合约执行时被发射出来，永久地存储在区块链上，但不能被智能合约修改/读取。

你可以像这样声明和触发一个事件。

1
2
3
4
5
6

event TestEvent (
	uint256 date,
  string value
);

emit TestEvent(block.timestamp,’My first event!”);

事件可以通过各种不同的方式被访问。

  1. 事件存储在交易的收据中，并可以在那里访问。
  2. 你可以用myContract.events.TestEvent([options][, callback])来订阅一个事件。
  3. 你可以用myContract.getPastEvents(event[, options][, callback])这样的请求来请求过去的事件。

这应该让您对智能合约的关键组件有了一个大致的了解 。您可以在这里链接的 Solidity 文档中找到更多细节。

译者注：下一篇明天到来，保持关注。

https://hicoldcat.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/img/my.png

更新于 2022-10-29
返回 | 主页