从前端到区块链Web3.js开发

作者: 817785ed4a10 | 来源:发表于2018-06-26 16:02 被阅读105次

目前，有很多前端工程师存在后端转型需求，部分人还致力于向全栈工程师发展，而结合以太坊Web3会让这种转型变得更加容易，更有机会，因为区块链以太坊开发者属于稀缺性人才。

我今天主要分享的是我个人在区块链DApp开发中的实战经历，一个前端工程师如何成功转型做后端？又如何基于Web3.js开发一个后端钱包呢？

首先，我会带大家了解一下Web3和Web3.js到底是什么，在以太坊开发过程中，我们需要掌握哪些常用的基本概念；

其次，我会重点讲一下Web3.js的两个版本（v 0.2x.x和v1.0-beta），尤其是v1.0-beta，我会详细的介绍v1.0-beta的模块功能；

在这之后，我会简单分享一下Web3.js编码阶段中的一些干货；

最后，和我一起，开始Web3.js开发实战吧！

Web3.js究竟是什么

Web3的前世今生

Web时代的互联网主要用于传递信息，是信息的载体。

Web2.0开启了Web交互大时代，涌现出了很多优秀的交互平台及产品。

以太坊的出现重新定义了Web3，使之成为基于区块链进行价值传递的基础网络与价值网络。

一个JavaScript库

Web3.js是以太坊提供的一个JavaScript库，它封装了以太坊的RPC通信API，提供了一系列与区块链交互方法，使JavaScript与以太坊交互变得简单。

以太坊节点通过JSON-RPC提供外部访问接口，Web3.js是基于JavaScript和Node.js的JSON-RPC封装

JSON-RPC是一个无状态、轻量级的远程过程调用协议（RPC），与传输协议无关，可使用socket、HTTP或者其它协议，它使用JSON（RFC4627）作为数据格式。

基本概念

那么，在学习以太坊开发过程中，我们需要了解哪些概念呢？主要包括以下四点：区块（Block）、交易（Transaction）、合约（Contract）和账户（Account）。

区块、交易和账户

以太坊中区块是交易的载体，而交易则记载了账户间的信息互动。智能合约则是运行在以太坊虚拟机（EVM）上的应用。

区块：是交易的载体，包含区块数（blockNumber）、块哈希（blockHash）、交易等属性；

交易：包含在区块中，包含发起方（from）、交易对手方（to）、交易金额（Value）、哈希（Hash）等属性；

账户：账户和智能合约一样都是以太坊作为第二代区块链的标志，说到账户会包含很多概念，是账户私钥的密文，我们可以通过密码（password）解密私钥，只有拿到私钥之后才能对交易进行签名。

这里需要着重强调是，以太坊交易的状态保存在交易凭证（TransactionReceipt）中，而且即使交易被12次确认也不意味着交易在业务层面的成功，这只代表交易已经被矿工打包并在以太坊虚拟机上执行。

举一个例子，如果一个用户账户上除了以太币（ETH）之外还有其他代币，我们发起了一笔TPC（代币定价活动）的代币转账交易。此时，交易会被正常挖矿打包并得到确认，但是最终的交易结果却是失败，因为用户账户上的余额不足。

合约

合约：运行在以太坊的应用，既然是应用那么就包含编码、编译、部署、执行等方面，智能合约的出现使得人人都可以拥有自己的代币（Token Coin）。

对于Web3.js开发者而言，与合约打交道的时候很多，假如我们发行了一个ERC20的代币，想要查询某一账户该代币的余额则就需要在合约层面执行ERC20合约的标准方法balanceOf，而转账交易则需要调用合约里的transfer函数。

一起来解剖Web3.js？

v 0.2x.x

v0.2x.x对于JSONRPC的封装不够完善，基于v0.2x.x开发我们不得不借助一些第三方的封装，比如: accounts，v0.2x.x官方文档中就推荐使用第三方的accounts封装。

这里我们不是说第三方的封装就不能用或者比官方的封装差，而这从侧面反应了v0.2x.x的不完善，这并不利于我们的后续开发和维护，会提供我们的开发成本降低我们的开发效率。

v1.0-beta

在我们的钱包开发选型时，综合各种因素，最终选择了Web3.js v1.0。即使在开发基于Web的以太坊应用时，有条件的情况下，我也建议大家选用1.0，我们可以基于express构建Node.js Webserver来给我们的Web应用提供服务。

我开发的钱包服务共有三大服务，监听服务、交易服务和HTTP服务，其中HTTP服务就是基于express构建的，结合Spring Cloud / Nodejs client注册到交易网关上，提供了非常稳定的服务支撑。

安全也是一个非常重要的因素，前段时间以太坊爆出一个非常严重的安全问题，某些应用开发者通过unlockAccount方式解锁账户以便于基于该解锁账户进行各类交易，但是交易完成后并没有lockAccount，那么这一波漏洞被有心的黑客发现并利用，不间断的盗取了unlockAccount上的大量以太坊，造成了巨大损失。

Web3.js对象包含以太坊开发的一些基本单元，其中Eth和Utils为最常用的单元。Eth单元中则封装以太坊交易的核心模块，包括Subscribe、Contract、Accounts、Iban、Abi等。

Subscribe – 订阅接口，可以通过该模块的接口订阅/监听新区块、日志等，注意该模块为WebSocket模式独有；

Contract – 合约接口，与智能合约部署、调用相关，开发Token类应用(或者DAPP)的玩家多多关注；；

Accounts – 账户接口，用户新建账户、账户交易签名等等

Abi – 主要用于以太坊执行智能合约函数的数据编码，后续会详细分享。

你想知道的一些干货！

钱包节点

安装以太坊官方钱包(安装后包含geth节点)

下载地址:https://github.com/ethereum/mist/releases

我们不论进行哪类开发，都需要部署开发环境，运行一个demo输出一个hello world!详见https://Node.js.org/en/

Web3.js开发也不例外，也需要部署开发环境。其实部署以太坊开发环境非常简单，只需要我们下载一个以太坊官方钱包，并以正确的命令启动geth就可以了。

钱包包含两部分，以太坊节点geth和钱包管理客户端Ethereum Wallet

Etherscan

Etherscan是以太坊官方推出的区块链浏览器、以太坊统计分析平台、去中心化智能合约平台，里边包罗万象是我们进行以太坊开发的好助手。可以查询交易、查询账户、查询合约、查询合约交易、查询正在打包的交易、查询交易打包时间等等。

需要注意的是，使用ehterscan的时候要分清我们是在哪个网络上做的交易。

交易

预计算的Gas与交易实际使用的Gas可能是不同，最主要的原因在于某些交易在以太坊执行的时候，Gas是根据执行函数的参数动态调整的。Number used once或Number once的缩写，在密码学中Nonce是一个只被使用一次的任意或非重复的随机数值。

gasPrice是需要我们谨慎对待的参数，因为在gasLimit一定的情况下，gasPrice越高交易就会被矿工越早打包，在不同的业务场景我们可以适当调整gasPrice的取值，通常的做法是在默认gasPrice上提高10%。

常见交易错误

接下来，我们看一下运行以下代码返回的一些错误：

out of gas：你给的矿工费不够, 提高gasLimit

Insufficient funds forgas * price + value ：交易发送账户的以太坊余额不够了，或者是你的以太坊余额不足以支付矿工费了（合约部署、通证转账）

not mined within 50blocks(Transaction was not mined within750 seconds)：对不起，矿工很忙，挖矿打包要排队，最近50块可能轮不到你的交易了，但是这并不意味着你的交易会失败，那会不会打包呢？通常是会被打包的，只是等的时间长而已。记录transactionHash可以通过etherscan查看交易状态，也可以额外写个程序通过getTransaction/getTransactionReceipt获取最终交易状态

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