以太坊学习路线——（二、下）以太坊编程接口：web3.js

这篇博客演示的基本操作系统环境是CentOS 7，参考书籍：以太坊开发实战——以太坊关键技术与案例分析 第六章（吴寿鹤、冯翔、刘涛、周广益   著）。要运行本博文相关程序，需要搭建以太坊私有链、安装testrpc

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文章结构：

一.安装与启动web3.js

二.账户相关API

1.查看所有可用账户

2.查看账户余额

三、交易相关API

1.账户之间转账交易

2.发送一个已经签名的转账交易

3.调用合约

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一.安装与启动web3.js

$ npm install --save [email protected]

首先在一个终端中运行testrpc以启动测试链，然后在另一个终端，编写相关js文件。这里编写test.js文件如下：

var Web3 = require("web3");
//创建web对象
var web3 = new Web3();
//连接到以太坊节点
web3.setProvider(new Web3.providers.HttpProvider('http://localhost:8545'));

//列出所有的可用用户
var accounts = web3.eth.accounts;
console.info(accounts);

//编写完成后执行如下命令运行js文件
[root@localhost geth]# node test.js 


//以下为输出结果，即所有可用账户
[ '0x623053f6e32ea1740ab791fae0e2e402b367e501',
  '0xc8f4672e8e988df4d5f6ee9c1322eba005583267',
  '0x242e2ad79192f5f28c13d6d9ee57976ef346d63f',
  '0x88304656b1031469af4412df4b2de8b2c7759385',
  '0x55b0d4de3900b00c7ac1c5ede911a832c3f0ec91',
  '0xaf767e3d3da4b8bcba5ca9978d5ca4a7bdf6532f',
  '0x7ce1fd31c404682eba0d7fd33d8635c47ee2cc4b',
  '0x40023a7f603fd4fc9675c1670b249d054ae33eef',
  '0xa723cea532564ded55ad8e6256fb016d25cf18b5',
  '0x49ab097da3c5089764e0d5c4117f950263274c0b' ]


//而在testrpc终端下，可以看到对测试链的操作：eth_accounts
…………
…………
HD Wallet
==================
Mnemonic:      penalty silk correct trial good drama action arctic drip rebel weather level
Base HD Path:  m/44'/60'/0'/0/{account_index}

Listening on localhost:8545
eth_accounts

二.账户相关API

1.查看所有可用账户

var accounts = web3.eth.accounts;
console.info(accounts);

2.查看账户余额

//查看accounts[0]账户的余额，返回的余额是以wei为单位表示的
var balance_1 = web3.eth.getBalance(web3.eth.accounts[0]);
//将余额用ether为单位表示
var balance_eth = web3.fromWei(balance_1,"ether");
console.log(balance_eth.toString());

三、交易相关API

在以太坊中两个账户之间的转账操作可以当作时一个交易，同样调用智能合约中的函数也可以当作时一个交易。

1.账户之间转账交易

在转账之前如果我们不知道需要给交易设置多少gas，可以通过下面的语句估算并本次交易大概需要消耗的gas：

var estimate_gas = web3.eth.estimateGas({
	from: web3.eth.accounts[0],
	to: web3.eth.accounts[1],
	value: web3.toWei(1,"ether")

});
console.log(estimate_gas);//21000

一般简单的转账交易通常会花费21000gas，得到gas后便可以构建一个转账交易了。转账交易组成部分：

• from：交易发送这的地址，这笔交易最后需要from的私钥签名。
• to：接收这笔交转账的目的地址。
• value：接收这笔交易转账的金额，以wei为单位。
• gas：这笔交易中可使用的gas，未使用的gas会被退回。
• gasPrice：这笔交易中附加的gas价格，默认是网络gas价格的平均值。

//开始转账操作
var txId = web3.eth.sendTransaction({
	from: web3.eth.accounts[0],
	to: web3.eth.accounts[1],
	value: web3.toWei(1,"ether"),
	gas: estimate_gas
});
//返回值为交易hash
console.log(txId);//0x24ab2da77fe1cc65e75a7b9e8d51b058becd4fd8a3a67b765974bf2f692bd898

testrpc终端显示内容：
 Transaction: 0x24ab2da77fe1cc65e75a7b9e8d51b058becd4fd8a3a67b765974bf2f692bd898
  Gas usage: 21000
  Block Number: 1
  Block Time: Sat Mar 30 2019 17:44:04 GMT+0800 (Hong Kong Standard Time)

//查询转账交易详情
var tx = web3.eth.getTransaction(txId);
console.log(tx);


//输出结果
{ hash:
   '0x498c3835a3eeeb8d9a8f398aa036cd6c59a81bdd5af2390bd518bb9aa7622c70',
  nonce: 1,
  blockHash:
   '0x51b5cb1aa7a1258070ba2586c57f224ead9fd10c745af802f018ea56a41e09a1',
  blockNumber: 2,
  transactionIndex: 0,
  from: '0x623053f6e32ea1740ab791fae0e2e402b367e501',
  to: '0xc8f4672e8e988df4d5f6ee9c1322eba005583267',
  value: BigNumber { s: 1, e: 18, c: [ 10000 ] },
  gas: 21000,
  gasPrice: BigNumber { s: 1, e: 0, c: [ 1 ] },
  input: '0x0' }

//查询交易收据详情
var tx_receipt = web3.eth.getTransactionReceipt(txId);
console.log(tx_receipt);


//输出结果
{ transactionHash:
   '0x498c3835a3eeeb8d9a8f398aa036cd6c59a81bdd5af2390bd518bb9aa7622c70',
  transactionIndex: 0,
  blockHash:
   '0x51b5cb1aa7a1258070ba2586c57f224ead9fd10c745af802f018ea56a41e09a1',
  blockNumber: 2,
  gasUsed: 21000,
  cumulativeGasUsed: 21000,
  contractAddress: null,
  logs: [],
  status: 1 }

2.发送一个已经签名的转账交易

上面发起交易的帐号都存储在我们连接的以太坊节点中，如果我们自己有一个帐号，并且这个帐号不存储在我们连接的以太坊节点中，那么我们就需要通过web3.eth.sendRawTransaction方法完成交易的签名与发送。

在后面操作中，要给刚刚创建的交易rawTx加上签名时，需要使用另外一个库：

$ npm install --save [email protected]

 建立test.js，编辑如下内容，完成后在test.js同一目录下，执行node test.js来加载运行。

//引入web3
var Web3 = require("web3");
//创建web3对象
var web3 = new Web3();
//链接到以太坊节点
web3.setProvider(new Web3.providers.HttpProvider('http://localhost:8545'));

/** (1)创建待发送的交易 */
var address = "0xeaf9e84c229c9b1023dd9f8315c01045dd7b741d";
var nonce = web3.eth.getTransactionCount(address,'pending');
var amount = web3.toWei(1,"ether");
var rawTx = {
        from:address,
        to:"0xb4f58a932a1cadf638f8e0eafce9bda71144c56e",
        value:web3.toHex(amount),
        nonce:web3.toHex(nonce),
        gasLimit:web3.toHex("49674")
}

/**(2).给交易添加签名 */
//引入'ethereumjs-tx'包
var Tx = require('ethereumjs-tx');

//创建raw transaction
var tx = new Tx(rawTx);

//from地址的私钥
var privateKey = new Buffer('9ff1ba4ce83afdfb326fb68b00997f93277d3fd4c606fd61b5c5484bed92d369','hex');

//使用私钥给rawTx签名
tx.sign(privateKey);

//签名后的交易
var serializedTx = tx.serialize();
//控制台输出签名后交易信息
console.log(serializedTx.toString('hex'));

/**(3)发送已签名交易*/
//发送成功后会返回一个交易的hash值
web3.eth.sendRawTransaction('0x' + serializedTx.toString('hex'), function(err,hash) {
        if (!err) {
                console.log(hash);
        } else {
                console.log(err);
        }
});

运行成功后，控制台返回如下内容，即签名后的交易信息和交易发送成功后的交易hash值

f867808082c20a94b4f58a932a1cadf638f8e0eafce9bda71144c56e880de0b6b3a7640000801ba04538ca57dd5b47173e58a4fe6868408ddeb2e6832524517c423e9e421e4bb736a01b4cd69f9519549bcf53b87edb364958aed0846194ee820fbf34affa7bf20445
0x9b1ef283db7211968b76520466942ae417cc1ac18ec761202a01065e71c768a3

3.调用合约

在以太坊中可以通过交易调用智能合约中的函数，首先编写要使用的只能合约：

pragma solidity >=0.4.21 <0.6.0;

contract Storage {

    uint256 public storedData;

    function set(uint256 data) public {
        storedData = data;
    }

    function get() public returns (uint256) {
        return storedData;
    }
}

  然后把合约部署到以太坊网络上，合约部署成功后会得到三个比较重要的东西：

(1).合约地址："0xb69ff7afae8e014f76a4ad1a693076f9197620f8"

(2).合约的接口描述文件：

abi: [{
      constant: true,
      inputs: [],
      name: "storedData",
      outputs: [{...}],
      payable: false,
      stateMutability: "view",
      type: "function"
  }, {
      constant: false,
      inputs: [{...}],
      name: "set",
      outputs: [],
      payable: false,
      stateMutability: "nonpayable",
      type: "function"
  }, {
      constant: true,
      inputs: [],
      name: "get",
      outputs: [{...}],
      payable: false,
      stateMutability: "view",
      type: "function"
  }]

(3).合约的签名，合约函数的获取方式如下：

//将合约的get()方法经过sha3计算后，取除了0x外的前面的8位
> var get_func_sign = web3.sha3('get()').substr(2,8);
//将合约的set(uint256)方法经过sha3计算后，取除了0x外的前面的8位
> var set_func_sign = web3.sha3('set(uint256)').substr(2,8);

//查看函数签名
> set_func_sign
"60fe47b1"
> get_func_sign
"6d4ce63c"

目前有两种方法可以调用合约：

• 通过合约地址加合约接口描述文件。
• 通过合约地址加被调用合约的函数签名。

这里介绍第二种方式，首先构建一个调用get方法的交易：

var tx_get = {
    "from": "0x8c7ae59ab7e5d510ae3f09a9544978f50315b5f5",
    "to": "0xb69ff7afae8e014f76a4ad1a693076f9197620f8",
    "data": "0x" + "6d4ce63c" + "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
};

• from：交易发起者地址。
• to：合约地址。
• data：传给合约的参数，由0x、6d4ce63c和参数0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000组成，因为要调用get方法不需要传递参数，所以这里为传入的为0。

执行交易：

> var result = web3.eth.call(tx_get);
undefined
> console.info(result);
0x

执行完成后返回的是0，因为还没有给storedData设置值。所以需要调用set方法给storedData设置一个值，首先需要构建一个set方法的交易，并设置set函数传入值为1。

var tx_set = {
    "from": "0x8c7ae59ab7e5d510ae3f09a9544978f50315b5f5",
    "to": "0xb69ff7afae8e014f76a4ad1a693076f9197620f8",
    "gaslimit": web3.toHex("50000"),
    "data": "0x" + "60fe47b1" + "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001"
};

//执行交易，（需要解锁账户、挖矿）返回交易hash
> var txId = web3.eth.sendTransaction(tx_set);
> txId
"0xb20213f7e852a619a81abe0019da3c998ea84ac94953443b5afb6903044584a7"

> var result = web3.eth.call(tx_get);
console.info(result);
//正确返回结果应该为1