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用Go来做以太坊开发④智能合约

在这个章节中我们会介绍如何用Go来编译，部署，写入和读取智能合约。

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与智能合约交互，我们要先生成相应智能合约的应用二进制接口ABI(application binary interface)，并把ABI编译成我们可以在Go应用中调用的格式。

第一步是安装 Solidity编译器 ( solc ).

Solc 在Ubuntu上有snapcraft包。

Solc在macOS上有Homebrew的包。

其他的平台或者从源码编译的教程请查阅官方solidity文档 install guide .

我们还得安装一个叫 abigen 的工具，来从solidity智能合约生成ABI。

假设您已经在计算机上设置了Go，只需运行以下命令即可安装 abigen 工具。

我们将创建一个简单的智能合约来测试。 学习更复杂的智能合约，或者智能合约的开发的内容则超出了本书的范围。 我强烈建议您查看 truffle framework 来学习开发和测试智能合约。

这里只是一个简单的合约，就是一个键/值存储，只有一个外部方法来设置任何人的键/值对。 我们还在设置值后添加了要发出的事件。

虽然这个智能合约很简单，但它将适用于这个例子。

现在我们可以从一个solidity文件生成ABI。

它会将其写入名为“Store_sol_Store.abi”的文件中

现在让我们用 abigen 将ABI转换为我们可以导入的Go文件。 这个新文件将包含我们可以用来与Go应用程序中的智能合约进行交互的所有可用方法。

为了从Go部署智能合约，我们还需要将solidity智能合约编译为EVM字节码。 EVM字节码将在事务的数据字段中发送。 在Go文件上生成部署方法需要bin文件。

现在我们编译Go合约文件，其中包括deploy方法，因为我们包含了bin文件。

在接下来的课程中，我们将学习如何部署智能合约，然后与之交互。

Commands

Store.sol

solc version used for these examples

如果你还没看之前的章节，请先学习 编译智能合约的章节 因为这节内容，需要先了解如何将智能合约编译为Go文件。

假设你已经导入从 abigen 生成的新创建的Go包文件，并设置ethclient，加载您的私钥，下一步是创建一个有配置密匙的交易发送器(tansactor)。 首先从go-ethereum导入 accounts/abi/bind 包，然后调用传入私钥的 NewKeyedTransactor 。 然后设置通常的属性，如nonce，燃气价格，燃气上线限制和ETH值。

如果你还记得上个章节的内容, 我们创建了一个非常简单的“Store”合约，用于设置和存储键/值对。 生成的Go合约文件提供了部署方法。 部署方法名称始终以单词 Deploy 开头，后跟合约名称，在本例中为 Store 。

deploy函数接受有密匙的事务处理器，ethclient，以及智能合约构造函数可能接受的任何输入参数。我们测试的智能合约接受一个版本号的字符串参数。 此函数将返回新部署的合约地址，事务对象，我们可以交互的合约实例，还有错误（如果有）。

就这么简单：）你可以用事务哈希来在Etherscan上查询合约的部署状态:

Commands

Store.sol

contract_deploy.go

solc version used for these examples

这写章节需要了解如何将智能合约的ABI编译成Go的合约文件。如果你还没看， 前先读 上一个章节 。

一旦使用 abigen 工具将智能合约的ABI编译为Go包，下一步就是调用“New”方法，其格式为“Newcontractname style="box-sizing: border-box; font-size: 16px; -ms-text-size-adjust: auto; -webkit-tap-highlight-color: transparent;"”，所以在我们的例子中如果你 回想一下它将是 NewStore 。 此初始化方法接收智能合约的地址，并返回可以开始与之交互的合约实例。/contractname

Commands

Store.sol

contract_load.go

solc version used for these examples

这写章节需要了解如何将智能合约的ABI编译成Go的合约文件。如果你还没看， 前先读 上一个章节 。

在上个章节我们学习了如何在Go应用程序中初始化合约实例。 现在我们将使用新合约实例提供的方法来阅读智能合约。 如果你还记得我们在部署过程中设置的合约中有一个名为 version 的全局变量。 因为它是公开的，这意味着它们将成为我们自动创建的getter函数。 常量和view函数也接受 bind.CallOpts 作为第一个参数。了解可用的具体选项要看相应类的 文档 一般情况下我们可以用 nil 。

Commands

Store.sol

contract_read.go

solc version used for these examples

这写章节需要了解如何将智能合约的ABI编译成Go的合约文件。如果你还没看， 前先读 上一个章节 。

写入智能合约需要我们用私钥来对交易事务进行签名。

我们还需要先查到nonce和燃气价格。

接下来，我们创建一个新的keyed transactor，它接收私钥。

然后我们需要设置keyed transactor的标准交易选项。

现在我们加载一个智能合约的实例。如果你还记得 上个章节 我们创建一个名为 Store 的合约，并使用 abigen 工具生成一个Go文件。 要初始化它，我们只需调用合约包的 New 方法，并提供智能合约地址和ethclient，它返回我们可以使用的合约实例。

我们创建的智能合约有一个名为 SetItem 的外部方法，它接受solidity“bytes32”格式的两个参数（key，value）。 这意味着Go合约包要求我们传递一个长度为32个字节的字节数组。 调用 SetItem 方法需要我们传递我们之前创建的 auth 对象（keyed transactor）。 在幕后，此方法将使用它的参数对此函数调用进行编码，将其设置为事务的 data 属性，并使用私钥对其进行签名。 结果将是一个已签名的事务对象。

现在我就可以看到交易已经成功被发送到了以太坊网络了:

要验证键/值是否已设置，我们可以读取智能合约中的值。

搞定！

Commands

Store.sol

contract_write.go

solc version used for these examples

有时您需要读取已部署的智能合约的字节码。 由于所有智能合约字节码都存在于区块链中，因此我们可以轻松获取它。

首先设置客户端和要读取的字节码的智能合约地址。

现在你需要调用客户端的 codeAt 方法。 codeAt 方法接受智能合约地址和可选的块编号，并以字节格式返回字节码。

你也可以在etherscan上查询16进制格式的字节码

contract_bytecode.go

首先创建一个ERC20智能合约interface。 这只是与您可以调用的函数的函数定义的契约。

然后将interface智能合约编译为JSON ABI，并使用 abigen 从ABI创建Go包。

假设我们已经像往常一样设置了以太坊客户端，我们现在可以将新的 token 包导入我们的应用程序并实例化它。这个例子里我们用 Golem 代币的地址.

我们现在可以调用任何ERC20的方法。 例如，我们可以查询用户的代币余额。

我们还可以读ERC20智能合约的公共变量。

我们可以做一些简单的数学运算将余额转换为可读的十进制格式。

同样的信息也可以在etherscan上查询:

Commands

erc20.sol

contract_read_erc20.go

solc version used for these examples

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来，可是又感觉无从下手，本文将基于以太坊平台，以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念，轻松带大家入门。

以太坊是什么

以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上， 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。

对这句话不理解的同学，姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android，它是一个开发平台，让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。

在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。

以太坊平台对底层区块链技术进行了封装，让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发，开发者只要专注于应用本身的开发，从而大大降低了难度。

目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈：有社区的支持，有很多开发框架、工具可以选择。

智能合约

什么是智能合约

以太坊上的程序称之为智能合约， 它是代码和数据(状态)的集合。

智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。

在比特币脚本中，我们讲到过比特币的交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多的限制，能够编写的程序也有限，而以太坊则更加完备（在计算机科学术语中，称它为是“图灵完备的”），让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序（智能合约）。

智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。

目前除数字货币之外，真正落地的应用还不多（就像移动平台刚开始出来一样），相信1到3年内，各种杀手级会慢慢出现。

编程语言：Solidity

智能合约的默认的编程语言是Solidity，文件扩展名以.sol结尾。

Solidity是和JavaScript相似的语言，用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。

还有长像Python的智能合约开发语言：Serpent，不过建议大家还是使用Solidity。

Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看，以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。

运行环境：EVM

EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。

Solidity之于EVM，就像之于跟JVM的关系一样，这样大家就容易理解了。

以太坊虚拟机是一个隔离的环境，在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。

而EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊网络上之后，合约就可以在以太坊网络中运行了。

合约的编译

以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式，需要我们在部署之前先对合约进行编译，可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。

合约的部署

在以太坊上开发应用时，常常要使用到以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发中，一般不接触到客户端或钱包的概念，它是什么呢？

以太坊客户端（钱包）

以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。

EVM是由以太坊客户端提供的。

Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端，基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能（API）。Geth的使用我们之后会有文章介绍，这里大家先有个概念。

Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似，不过是跑在终端里。

相对于Geth，Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。

如何部署

智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上，并使用一个特定的地址来标示这个合约，这个地址称为合约账户。

以太坊中有两类账户：

· 外部账户

该类账户被私钥控制（由人控制），没有关联任何代码。

· 合约账户

该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。

和比特币使用UTXO的设计不一样，以太坊使用更为简单的账户概念。

两类账户对于EVM来说是一样的。

外部账户与合约账户的区别和关系是这样的：一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，来发送消息给另一个外部账户或合约账户。

在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许它执行各种动作（比如转移代币，写入内部存储，挖出一个新代币，执行一些运算，创建一个新的合约等等）。

只有当外部账户发出指令时，合同账户才会执行相应的操作。

合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上（由实际矿工出块之后，才真正部署成功）。

运行

合约部署之后，当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息（交易）即可，通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。

Gas

和云计算相似，占用区块链的资源（不管是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）同样需要付出相应的费用（天下没有免费的午餐对不对!）。

以太坊上用Gas机制来计费，Gas也可以认为是一个工作量单位，智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型，占用的内存等），用来完成运行就需要越多Gas。

任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的，由合约的复杂度决定。

而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定，以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用：Gas价格（用以太币计价） * Gas数量。

Gas的目的是限制执行交易所需的工作量，同时为执行支付费用。当EVM执行交易时，Gas将按照特定规则被逐渐消耗，无论执行到什么位置，一旦Gas被耗尽，将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚， 如果执行结束还有Gas剩余，这些Gas将被返还给发送账户。

如果没有这个限制，就会有人写出无法停止（如：死循环）的合约来阻塞网络。

因此实际上（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户，来发起一个交易（普通交易或部署、运行一个合约），运行时，矿工收取相应的工作量费用。

以太坊网络

有些着急的同学要问了，没有以太币，要怎么进行智能合约的开发？可以选择以下方式：

选择以太坊官网测试网络Testnet

测试网络中，我们可以很容易获得免费的以太币，缺点是需要发很长时间初始化节点。

使用私有链

创建自己的以太币私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。

通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络，以太币想挖多少挖多少，也免去了同步正式网络的整个区块链数据。

使用开发者网络(模式)

相比私有链，开发者网络(模式)下，会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。

使用模拟环境

另一个创建测试网络的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境，对于开发调试来说，更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。

进行合约开发时，可以在testrpc中测试通过后，再部署到Geth节点中去。

更新：testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中，现在名字是Ganache CLI。

Dapp：去中心化的应用程序

以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库，智能合约理解为和数据库打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一个Dapp不单单有智能合约，比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。

Truffle

Truffle是Dapp开发框架，他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情，让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。

总结

我们现在来总结一下，以太坊是平台，它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用，在这个应用中，使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了）。为了开发方便，我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。

注：本文中为了方便大家理解，对一些概念做了类比，有些严格来不是准确，不过我也认为对于初学者，也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确，学习是一个逐步深入的过程，很多时候我们会发现，过一段后，我们会对同一个东西有不一样的理解。

一学就会，手把手教你用Go语言调用智能合约

智能合约调用是实现一个 DApp 的关键，一个完整的 DApp 包括前端、后端、智能合约及区块 链系统，智能合约的调用是连接区块链与前后端的关键。

我们先来了解一下智能合约调用的基础原理。智能合约运行在以太坊节点的 EVM 中。因此要 想调用合约必须要访问某个节点。

以后端程序为例，后端服务若想连接节点有两种可能，一种是双 方在同一主机，此时后端连接节点可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication，进 程间通信)机制，也可以采用 RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)机制;另 一种情况是双方不在同一台主机，此时只能采用 RPC 机制进行通信。

提到 RPC， 读者应该对 Geth 启动参数有点印象，Geth 启动时可以选择开启 RPC 服务，对应的 默认服务端口是 8545。。

接着，我们来了解一下智能合约运行的过程。

智能合约的运行过程是后端服务连接某节点，将 智能合约的调用(交易)发送给节点，节点在验证了交易的合法性后进行全网广播，被矿工打包到 区块中代表此交易得到确认，至此交易才算完成。

就像数据库一样，每个区块链平台都会提供主流 开发语言的 SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)，由于 Geth 本身就是用 Go 语言 编写的，因此若想使用 Go 语言连接节点、发交易，直接在工程内导入 go-ethereum(Geth 源码) 包就可以了，剩下的问题就是流程和 API 的事情了。

总结一下，智能合约被调用的两个关键点是节点和 SDK。

由于 IPC 要求后端与节点必须在同一主机，所以很多时候开发者都会采用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也为开发者提供了 json- rpc 接口，本文就不展开讨论了。

接下来介绍如何使用 Go 语言，借助 go-ethereum 源码库来实现智能合约的调用。这是有固定 步骤的，我们先来说一下总体步骤，以下面的合约为例。

步骤 01:编译合约，获取合约 ABI(Application Binary Interface，应用二进制接口)。 单击【ABI】按钮拷贝合约 ABI 信息，将其粘贴到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 语言IDE 创建该文件，文件名可自定义，后缀最好使用 abi)。

最好能将 calldemo.abi 单独保存在一个目录下，输入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件，参 考效果如下:

步骤 02:获得合约地址。注意要将合约部署到 Geth 节点。因此 Environment 选择为 Web3 Provider。

在【Environment】选项框中选择“Web3 Provider”，然后单击【Deploy】按钮。

部署后，获得合约地址为:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。

步骤 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包内的可执行程序)编译智能合约为 Go 代码。abigen 工具的作用是将 abi 文件转换为 Go 代码，命令如下:

其中各参数的含义如下。 (1)abi:是指定传入的 abi 文件。 (2)type:是指定输出文件中的基本结构类型。 (3)pkg:指定输出文件 package 名称。 (4)out:指定输出文件名。 执行后，将在代码目录下看到 funcdemo.go 文件，读者可以打开该文件欣赏一下，注意不要修改它。

步骤 04:创建 main.go，填入如下代码。 注意代码中 HexToAddress 函数内要传入该合约部署后的地址，此地址在步骤 01 中获得。

步骤 04:设置 go mod，以便工程自动识别。

前面有所提及，若要使用 Go 语言调用智能合约，需要下载 go-ethereum 工程，可以使用下面 的指令:

该指令会自动将 go-ethereum 下载到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，这样还算 不错。不过，Go 语言自 1.11 版本后，增加了 module 管理工程的模式。只要设置好了 go mod，下载 依赖工程的事情就不必关心了。

接下来设置 module 生效和 GOPROXY，命令如下:

在项目工程内，执行初始化，calldemo 可以自定义名称。

步骤 05:运行代码。执行代码，将看到下面的效果，以及最终输出的 2020。

上述输出信息中，可以看到 Go 语言会自动下载依赖文件，这就是 go mod 的神奇之处。看到 2020，相信读者也知道运行结果是正确的了。

区块链技术入门，涉及哪些编程语言

Go语言

Go语言（Golang）是谷歌2009年推出的一种全新的编程语言，可以在不损失应用程序性能的情况下降低代码的复杂性。谷歌首席软件工程师罗布派克(Rob Pike)说：“我们之所以开发Go，是因为过去10多年间软件开发的难度令人沮丧。”

除比特币是由C++开发以外，目前最主流坊的客户端均有go语言开发，足以可见Go语言在整个区块链行业的地位。

C++

C++ 进一步扩充和完善了 C 语言，是一种面向对象的程序设计语言。C++ 可运行于多种平台上，如 Windows、MAC 操作系统以及 UNIX 的各种版本。C++是一种使用十分广泛的计算机程序设计语言。它是一种通用程序设计语言，支持多重编程模式，例如过程化程序设计、数据抽象、面向对象程序设计、泛型程序设计和设计模式等。

大多数的区块链企业都选择用C++编写区块链的底层，最著名的有比特币、ripple等，主要体现的是强计算性。

Java

Java不同于一般的编译语言或解释型语言。它首先将源代码编译成字节码，然后依赖各种不同平台上的虚拟机来解释执行字节码，从而实现了“一次编写，到处运行”的跨平台特性。而区块链项目的开发，对Java有着明显的依赖性。

其他的还有Python、系统架构、以太坊、Linux、hyperledger、JavaScript等都会有涉及。