04-web3j交易（Transactions）


文章是本人学习过程翻译，原文来自官方文档：https://web3j.readthedocs.io/en/latest/#

官网：https://web3j.io/

官方GitHub：https://github.com/web3j/web3j

官方demo：https://github.com/web3j/web3j/tree/master/integration-tests

文档版本v3.4.0。

一般来说，在以太坊支持三种类型的交易：

交易以太币
创建智能合约
发起交易到智能合约

要进行这些交易，需要消耗gas，如果你只是查询合约的状态则不需要gas.

获取以太币（Obtaining Ether）

有两种获取以太币的方法：

挖矿
跟别人购买以太币

以太坊测试网（Ethereum testnets）

下面列出的是Ethereum的各种测试网络，支持各自的客户端：

Rinkeby (Geth only)
Kovan (Parity only)
Ropsten (Geth and Parity)

对于开发者，推荐使用Rinkeby/Kovan测试网络，因为它们使用POA共识机制，可以确保交易和区块可以及时被确认打包。

Ropsten测试网络很接近Mainet主网，同样使用POW共识机制，过去曾经被攻击过，使用它的开发者可能会遇到很多问题。

在Rinkeby网络获取以太币，请看here.

在Kovan网络获取以太币，请看here

在Ropsten网络获取以太币，你需要把你的钱包地址发送到web3j Gitter channel

在测试网/私有网挖矿（Mining on testnet/private blockchains）

在测试网/私有网挖矿没有主网那么高难度，只需要一台安装客户端节点的普通的电脑。

Geth - https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Mining
Parity - https://github.com/paritytech/parity/wiki/Mining

当你通过挖矿获得以太币后，你就可以发起交易了。

Gas

要进行交易，需要发起的账户花费一些gas，把交易的结果提交到以太坊的区块上。你需要指定两个参数，让客户端节点在处理交易时，知道你希望花费多少以太币来完成交易。

Gas price gas价格

web3j使用默认价格22,000,000,000 Wei (22 x 10-8 Ether).这个默认值定义在ManagedTransaction

Gas limit 最高gas

这个值一般要小于6,700,000，可以在 https://ethstats.net/ 查看当前的gas limit.

这两个参数的设置会影响到交易被处理的速度，您可能需要调整这些参数,以确保及时交易发生。

发起交易查询当前gas price：

 Transfer transfer = new Transfer(web3j, transactionManager);
 BigInteger gasPrice = transfer.requestCurrentGasPrice();

交易机制（Transaction mechanisms）

当你创建了一个拥有以太币的账户后，你可以通过以下两种交易机制，和以太坊网络（私网/公网）交易：

通过以太坊客户端签名交易 - Transaction signing via an Ethereum client
线下签名交易 - Offline transaction signing

通过以太坊客户端签名交易

通过客户端交易，首先你要启动客户端（geth、parity），然后使用客户端来创建你的钱包账户：

Geth的控制台支持导入一个已经存在的私钥文件，或者创建一个新的账户。
Geth的控制台提供了json-rpc的命令来让你管理geth，比如 _personal_newAccount _ 来创建一个新的账户。

创建了账户后，你就可以使用web3j来连接客户端（ipc/http），这不需要提供秘钥，只需要保证客户端可以连接，连接后可以解锁账户、发起交易，代码如下：

Admin web3j = Admin.build(new WindowsIpcService("\\\\.\\pipe\\geth.ipc"));
        PersonalUnlockAccount personalUnlockAccount = web3j
                .personalUnlockAccount("0x053b2252a10356ec0ce1cfc587b909beee591409", "111").send();
        System.out.println(personalUnlockAccount.accountUnlocked());
        EthGetTransactionCount ethGetTransactionCount = web3j
                .ethGetTransactionCount("0x053b2252a10356ec0ce1cfc587b909beee591409", DefaultBlockParameterName.LATEST)
                .send();
        BigInteger nonce = ethGetTransactionCount.getTransactionCount();
        Transaction transaction = Transaction.createEtherTransaction("0x053b2252a10356ec0ce1cfc587b909beee591409",
                nonce, GAS_PRICE, GAS_LIMIT, "0xc7d9fffaf663c5dfa31b096164cc843c01d0797a", BigInteger.valueOf(20L));
        org.web3j.protocol.core.methods.response.EthSendTransaction transactionResponse = web3j
                .ethSendTransaction(transaction).send();
        String transactionHash = transactionResponse.getTransactionHash();
        System.out.println(transactionHash);

更多实例请看 DeployContractIT和它的父类 Scenario。

线下交易签名（Offline transaction signing）

如果你不想管理你的客户端节点，或者不想把提供钱包密码给客户端节点，线下交易签名比较适合你。

线下交易签名允许你使用web3j提供的钱包账户发起交易，你完全控制自己的私钥，交易发送到网络上的其它节点并传播。

通过覆盖签名方法ECKeyPair，来发起交易签名。

ECKeyPair：椭圆曲线算法生成秘钥对（Elliptic Curve SECP-256k1 generated key pair）

为了实现线下交易，你需要使用web3j生成安全的钱包账户，并这个账户交易。

创建钱包文件：

String fileName = WalletUtils.generateNewWalletFile(
        "your password",
        new File("/path/to/destination"));

加载钱包文件：

Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials(
        "your password",
        "/path/to/walletfile");

credentials 用来签名交易。

查看完整的钱包文件规范：Web3 Secret Storage Definition

交易签名

线下交易使用 RawTransaction 对象来完成，一共有如下几步：

确定交易账户的下一个 nonce 值
创建 RawTransaction 对象
使用 RLP 编码 RawTransaction 对象
签名 RawTransaction 对象
发送 RawTransaction 对象给节点处理。

交易nonce

以太坊实战-再谈nonce使用陷阱：https://blog.csdn.net/wo541075754/article/details/79054937

nonce 值用来唯一标识账户的交易，一个值只能使用一次
nonce 值可以通过eth_getTransactionCount方法获取
如果一个账户使用相同的 nonce通过发起多个交易，只有一个交易会被接受，（gas price）手续费高的会覆盖手续费低的交易，如果交易费一样，后发起的交易会被拒绝。
Transaction的 nonce 值可以为空，不指定 nonce 值由客户端自动排序赋值
RawTransaction的 nonce 值不能为空

Admin web3j = Admin.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/

Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("111", "E:\\develop\\geth\\data_dev\\keystore\\UTC--2018-05-05T06-50-18.813015000Z--053b2252a10356ec0ce1cfc587b909beee591409");
  BigInteger value = Convert.toWei("5", Convert.Unit.ETHER).toBigInteger();

// get the next available nonce
EthGetTransactionCount ethGetTransactionCount = web3j.ethGetTransactionCount(
             "0x053b2252a10356ec0ce1cfc587b909beee591409", DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
BigInteger nonce = ethGetTransactionCount.getTransactionCount();

// create our transaction
RawTransaction rawTransaction  = RawTransaction.createEtherTransaction(
             nonce, GAS_PRICE, GAS_LIMIT,  "0xc7d9fffaf663c5dfa31b096164cc843c01d0797a", value);

// sign & send our transaction
byte[] signedMessage = TransactionEncoder.signMessage(rawTransaction, credentials);
String hexValue = Numeric.toHexString(signedMessage);
EthSendTransaction ethSendTransaction = web3j.ethSendRawTransaction(hexValue).send();
System.out.println(ethSendTransaction.getTransactionHash());

交易类型（Transaction types）

两种交易类型：

Transaction
RawTransaction

不管哪种交易类型，都需要下面的参数：

Gas price
Gas limit
Nonce
From

从一个账户发送以太币到另外一个账户

RawTransaction

BigInteger value = Convert.toWei("1.0", Convert.Unit.ETHER).toBigInteger();
RawTransaction rawTransaction  = RawTransaction.createEtherTransaction(
             , , , , value);

Transfer

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");
TransactionReceipt transactionReceipt = Transfer.sendFunds(
        web3, credentials, "0x|",
        BigDecimal.valueOf(1.0), Convert.Unit.ETHER).send();

与智能合约交互

在于智能合约交互时，你必须执行所有的手动转换从solidity类型到本地Java类型。庆幸的时，使用web3j的Solidity smart contract wrappers ，它可以帮你完成这些转换，你可以很方便地使用。

创建智能合约，有两个属性：

value - 你希望存到智能合约的以太币
data - 十六进制格式,编译后的智能合同创建代码

// using a raw transaction
RawTransaction rawTransaction = RawTransaction.createContractTransaction(
        ,
        ,
        ,
        ,
        "0x ");
// send...

// get contract address
EthGetTransactionReceipt transactionReceipt =
             web3j.ethGetTransactionReceipt(transactionHash).send();

if (transactionReceipt.getTransactionReceipt.isPresent()) {
    String contractAddress = transactionReceipt.get().getContractAddress();
} else {
    // try again
}

如果智能合约有构造函数，需要提供构造参数，必须编码这些参数并拼到合约代码后面：

String encodedConstructor =
             FunctionEncoder.encodeConstructor(Arrays.asList(new Type(value), ...));

// using a regular transaction
Transaction transaction = Transaction.createContractTransaction(
        ,
        ,
        ,
        ,
        ,
        "0x " + encodedConstructor);

// send...

发起交易到智能合约

与存在的智能合约交互，需要提供以下属性：

to - 智能合约地址
value - 你希望存到智能合约的以太币
data - 编码后的调用的函数和参数

Function function = new Function<>(
             "functionName",  // function we're calling
             Arrays.asList(new Type(value), ...),  // Parameters to pass as Solidity Types
             Arrays.asList(new TypeReference() {}, ...));
String encodedFunction = FunctionEncoder.encode(function)
Transaction transaction = Transaction.createFunctionCallTransaction(
             , , , contractAddress, , encodedFunction);
org.web3j.protocol.core.methods.response.EthSendTransaction transactionResponse =
             web3j.ethSendTransaction(transaction).sendAsync().get();
String transactionHash = transactionResponse.getTransactionHash();
// wait for response using EthGetTransactionReceipt...

交易调用不可能直接得到返回值，要获取返回值，必须用Filters and Events 。

更多关于函数编码的介绍，请看Application Binary Interface

查询智能合约的状态

可以通过eth_call这个JSON-RPC call接口来查询合约状态，这个调用不用花费gas，因为它没有改变账户的状态。

Function function = new Function<>(
             "functionName",
             Arrays.asList(new Type(value)),  // Solidity Types in smart contract functions
             Arrays.asList(new TypeReference() {}, ...));

String encodedFunction = FunctionEncoder.encode(function)
org.web3j.protocol.core.methods.response.EthCall response = web3j.ethCall(
             Transaction.createEthCallTransaction(, contractAddress, encodedFunction),
             DefaultBlockParameterName.LATEST)
             .sendAsync().get();

List someTypes = FunctionReturnDecoder.decode(
             response.getValue(), function.getOutputParameters());

注意:如果一个无效的函数调用,或一个空的结果,返回值将Collections.emptyList的实例()