Hyperledger Fabric Chaincode开发详解(实例说明)

  1. 导言

目前fabric开发主要分两大块,一是chaincode链上代码的开发,二是基于SDK的application开发;

本文主要是介绍fabric chaincode api,对api的功能和参数进行说明,同时针对每个主要api都给出了

使用例子。

  1. 目标:
  1. 熟悉fabric chaincode常用api的功能和使用方法;
  2. 熟悉fabric chaincode的开发流程以及能够编写chaincode;
  1. 入门实例

Go语言开发Chaincode链码

Chaincode的go代码首先需要一定结构体struct,然后在struct结构体上定义两个函数Init和Invoke,最后定义main函数作为chaincode的入口,模板如下:

package main

import (

   "github.com/hyperledger/fabric/core/chaincode/shim"

   pb "github.com/hyperledger/fabric/protos/peer"

   "fmt"

)

 

type SimpleChaincode struct {

}

 

func (t *SimpleChaincode) Init(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {

   _,args := stub.GetFunctionAndParameters()

   var A, B string  //entities

   var Aval, Bval int // asset holdings

   if len(args) != 4 {

       return shim.Error("Incorrect number of arguments. Expecting 4")

   }

   // TODO…

   return shim.Success(nil)

}

 

func (t *SimpleChaincode) Invoke(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {

   function, args := stub.GetFunctionAndParameters()

   fmt.Println("invoke is running " + function)

   if function == "add" {       //自定义函数名称

      return t.add (stub, args) //定义调用的函数

   }

   else if function == "delete"{

}

   return shim.Error("Received unknown function invocation")

}

func main() {

   err := shim.Start(new(SimpleChaincode))

   if err != nil {

      fmt.Printf("Error starting Simple chaincode: %s", err)

   }

}

 

4. Chaincode API

4.1 初始化接口

func (t *SimpleChaincode) Init(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response

Init(初始化)方法会在chaincode接收到instantiate(实例化)或者upgrade(升级)交易时被调用,进而使得chaincode顺利执行必要的初始化操作,包括初始化应用的状态;

说明

名称

类型

函数名

Init

自定义结构体

入参

stub

shim.ChaincodeStubInterface

返回值

Peer返回值

pb.Response

 

4.2 Invoke接口

func (t *SimpleChaincode) invoke(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response

Invoke(调用)方法会在响应invoke(调用)交易时被调用以执行交易。根据传入的参数不同判断调用不同的函数,完成不同的功能。

说明

名称

类型

函数名

invoke

自定义结构体

入参

stub

shim.ChaincodeStubInterface

入参

args

[]string

返回值

Peer返回值

pb.Response

 

4.3 参数获取接口(shim.ChaincodeStubInterface)

4.3.1 GetArgs() [][]byte 

byte数组的数组的形式获得传入的参数列表

说明

名称

类型

函数名

GetArgs

 

返回值

传入参数列表

[][]byte 

4.3.2 GetStringArgs() []string

以字符串数组的形式获得传入的参数列表

说明

名称

类型

函数名

GetStringArgs

 

返回值

传入参数列表

[]string

4.3.3 GetFunctionAndParameters() (string, []string)

将字符串数组的参数分为两部分,数组第一个字是Function,剩下的都是Parameter

说明

名称

类型

函数名

GetFunctionAndParameters

 

返回值

Function name

string

返回值

参数列表

[]string

4.3.4 GetArgsSlice() ([]byte, error) 

byte切片的形式获得参数列表

说明

名称

类型

函数名

GetArgsSlice

 

返回值

参数列表

[]byte

返回值

错误码

error

4.4 增删改查State DB

4.4.1增改数据PutState(key string, value []byte) error

对于State DB来说,增加和修改数据是统一的操作,因为State DB是一个Key Value数据库,如果我们指定的Key在数据库中已经存在,那么就是修改操作,如果Key不存在,那么就是插入操作。对于实际的系统来说,我们的Key可能是单据编号,或者系统分配的自增ID+实体类型作为前缀,而Value则是一个对象经过JSON序列号后的字符串。

说明

名称

类型

函数名

PutState

 

传入值

Key

String

传入值

Value

[]byte

返回值

Error

Error

比如说我们定义一个StudentStruct,然后插入一个学生数据,对于的代码应该是这样的:

type Student struct {
   Id int
   Name string
}
func (t *SimpleChaincode) testStateOp(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   student1:=Student{1,"Devin Zeng"}
   key:="Student:"+strconv.Itoa(student1.Id)//Key格式为 Student:{Id}
   studentJsonBytes, err := json.Marshal(student1)//Json序列号
   if err != nil {
      return shim.Error(err.Error())
   }
   err= stub.PutState(key,studentJsonBytes)
   if(err!=nil){
      return shim.Error(err.Error())
   }
   return shim.Success([]byte("Saved Student!"))
}


根据Key删除State DB的数据。如果根据Key找不到对于的数据,删除失败。4.4.2删除数据DelState(key string) error

说明

名称

类型

函数名

DelState

 

传入值

Key

String

返回值

Error

Error

4.4.3查询数据GetState(key string) ([]byte, error)

根据Key来对数据库进行查询。返回的数据是byte数组,我们需要转换为string,然后再Json反序列化,可以得到我们想要的对象。

说明

名称

类型

函数名

GetState

 

传入值

Key

String

返回值

Key对应的value值

[]byte

返回值

Error

Error

例:


dbStudentBytes,err:= stub.GetState(key)
var dbStudent Student;
err=json.Unmarshal(dbStudentBytes,&dbStudent)//反序列化
if err != nil {
   return shim.Error("{\"Error\":\"Failed to decode JSON of: " + string(dbStudentBytes)+ "\" to Student}")
}
fmt.Println("Read Student from DB, name:"+dbStudent.Name)

4.5 复合键

4.5.1 生成复合键

CreateCompositeKey(objectType string, attributes []string) (string, error)

在进行数据库的增删改查的时候,都需要用到Key,而我们使用的是我们自己定义的Key格式:{StructName}:{Id},这是有单主键Id还比较简单,如果我们有多个列做联合主键怎么办?实际上,ChainCode也为我们提供了生成Key的方法CreateCompositeKey,通过这个方法,我们可以将联合主键涉及到的属性都传进去,并声明了对象的类型即可。

说明

名称

类型

函数名

CreateCompositeKey

 

传入值

目标类型objectType

String

传入值

用来创建key的属性值

[]string

返回值

组合后的key值

string

返回值

error

error

使用:

type ChooseCourse struct {
   CourseNumber string //开课编号
   StudentId int //学生ID
   Confirm bool //是否确认
}
//其中CourseNumber+StudentId构成了这个对象的联合主键,我们要获得生成的复核主键,那么可写为:

cc:=ChooseCourse{"CS101",123,true} 
var key1,_= stub.CreateCompositeKey("ChooseCourse",[]string{cc.CourseNumber,strconv.Itoa(cc.StudentId)})
fmt.Println(key1)

4.5.2 拆分复合键

SplitCompositeKey(compositeKey string) (string, []string, error)

当我们从数据库中获得了一个复合键的Key之后,怎么知道其具体是由哪些字段组成的呢。其实就是用U+0000把这个复合键再Split开,得到结果中第一个是objectType,剩下的就是复合键用到的列的值。

说明

名称

类型

函数名

SplitCompositeKey

 

传入值

组合key:compositeKey

String

传入值

目标变量的类型

string

返回值

对象类型

objectType

返回值

组合key的组成成分

[]string

返回值

error

error

使用:

type Car struct {
    ID         string `json:"ID"`  // key
    Color      string `json:"Color"`
    Price      string `json:"Price"`
    LaunchDate string `json:"LaunchDate"`
}

// get the color, Price and name from composite key

objectType, compositeKeyParts, err := stub.SplitCompositeKey(responseRange.Key)

if err != nil {

       return shim.Error(err.Error())

}

returnedId := compositeKeyParts[0]

returnedColor := compositeKeyParts[1]

returnedPrice := compositeKeyParts[2]     

4.5.3 部分复合键的查询

GetStateByPartialCompositeKey(objectType string, keys []string) (StateQueryIteratorInterface, error)

一种对Key进行前缀匹配的查询,也就是说,我们虽然是部分复合键的查询,但是不允许拿后面部分的复合键进行匹配,必须是前面部分。即,根据局部的复合键(前缀)返回所有匹配的键值。返回结果是一个迭代器。可以按照字典序迭代每个键值对,最后需调用Close()方法关闭。

说明

名称

类型

函数名

GetStateByPartialCompositeKey

 

传入值

目标变量的类型

string

传入值

Key

[]string

返回值

StateQueryIteratorInterface

StateQueryIteratorInterface

返回值

error

error

使用:


func (sc *SimpleChaincode) queryAllOwner(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {

    coloredMarbleResultsIterator, err := stub.GetStateByPartialCompositeKey(INDEX, []string{})

    if err != nil {
        return shim.Error(err.Error())
    }
    defer coloredMarbleResultsIterator.Close()   //函数结束时执行
    for coloredMarbleResultsIterator.HasNext() {
        responseRange, err := coloredMarbleResultsIterator.Next()
        if err != nil {
            return shim.Error(err.Error())
        }
        _, compositeKeyParts, err := stub.SplitCompositeKey(responseRange.Key)

        if err != nil {
            return shim.Error(err.Error())
        }
        // name := compositeKeyParts[0]
        // hashvalue := compositeKeyParts[1]
        owner := compositeKeyParts[2]
    }
    return shim.Success(buffer.Bytes())
}

4.6高级查询

4.6.1 Key区间查询

GetStateByRange(startKey, endKey string) (StateQueryIteratorInterface, error)

提供了对某个区间的Key进行查询的接口,适用于任何State DB。由于返回的是一个StateQueryIteratorInterface接口,我们需要通过这个接口再做一个for循环,才能读取返回的信息,所有我们可以独立出一个方法,专门将该接口返回的数据以string的byte数组形式返回。

说明

名称/说明

类型

函数名

GetStateByRange

 

传入值

查询开始key:startKey

string

传入值

查询结束key:endKey

string

返回值

StateQueryIteratorInterface接口

StateQueryIteratorInterface

返回值

error

error

转换方法:

func getListResult(resultsIterator shim.StateQueryIteratorInterface) ([]byte,error){

 
   defer resultsIterator.Close()
   // buffer is a JSON array containing QueryRecords
   var buffer bytes.Buffer
   buffer.WriteString("[")

 
   bArrayMemberAlreadyWritten := false
   for resultsIterator.HasNext() {
      queryResponse, err := resultsIterator.Next()
      if err != nil {
         return nil, err
      }
      // Add a comma before array members, suppress it for the first array member
      if bArrayMemberAlreadyWritten == true {
         buffer.WriteString(",")
      }
      buffer.WriteString("{\"Key\":")
      buffer.WriteString("\"")
      buffer.WriteString(queryResponse.Key)
      buffer.WriteString("\"")

 
      buffer.WriteString(", \"Record\":")
      // Record is a JSON object, so we write as-is
      buffer.WriteString(string(queryResponse.Value))
      buffer.WriteString("}")
      bArrayMemberAlreadyWritten = true
   }
   buffer.WriteString("]")
   fmt.Printf("queryResult:\n%s\n", buffer.String())
   return buffer.Bytes(), nil
}
//假如我们要查询编号从1号到3号的所有学生,那么我们的查询代码可以这么写:
func (t *SimpleChaincode) testRangeQuery(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   resultsIterator,err:= stub.GetStateByRange("Student:1","Student:3")
   if err!=nil{
      return shim.Error("Query by Range failed")
   }
   students,err:=getListResult(resultsIterator)
   if err!=nil{
      return shim.Error("getListResult failed")
   }
   return shim.Success(students)
}

4.6.2 富查询

GetQueryResult(query string) (StateQueryIteratorInterface, error)

这是一个“富查询”,是对Value的内容进行查询,如果是LevelDB,那么是不支持,只有CouchDB时才能用这个方法。传入的query这个字符串,其实是CouchDB所使用的Mango查询。

说明

名称/说明

类型

函数名

GetStateByRange

 

传入值

CouchDB查询语句query

string

返回值

StateQueryIteratorInterface接口

StateQueryIteratorInterface

返回值

error

error

 

我们仍然以前面的Student为例,我们要按Name来进行查询,那么我们的代码可以写为:

func (t *SimpleChaincode) testRichQuery(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   name:="Devin Zeng"//这里按理来说应该是参数传入
   queryString := fmt.Sprintf("{\"selector\":{\"Name\":\"%s\"}}", name)
   resultsIterator,err:= stub.GetQueryResult(queryString)//必须是CouchDB才行
   if err!=nil{
      return shim.Error("Rich query failed")
   }
   students,err:=getListResult(resultsIterator)
   if err!=nil{
      return shim.Error("Rich query failed")
   }
   return shim.Success(students)
}

4.6.3 历史数据查询

GetHistoryForKey(key string) (HistoryQueryIteratorInterface, error)

对同一个数据(也就是Key相同)的更改,会记录到区块链中,我们可以通过GetHistoryForKey方法获得这个对象在区块链中记录的更改历史,包括是在哪个TxId,修改的数据,修改的时间戳,以及是否是删除等。

说明

名称/说明

类型

函数名

GetHistoryForKey

 

传入值

查询key

string

返回值

StateQueryIteratorInterface接口

StateQueryIteratorInterface

返回值

error

error

 

比如之前的Student:1这个对象,我们更改和删除过数据,现在要查询这个对象的更改记录,那么对应代码为:

func (t *SimpleChaincode) testHistoryQuery(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   student1:=Student{1,"Devin Zeng"}
   key:="Student:"+strconv.Itoa(student1.Id)
   it,err:= stub.GetHistoryForKey(key)
   if err!=nil{
      return shim.Error(err.Error())
   }
   var result,_= getHistoryListResult(it)
   return shim.Success(result)
}
func getHistoryListResult(resultsIterator shim.HistoryQueryIteratorInterface) ([]byte,error){

 
   defer resultsIterator.Close()
   // buffer is a JSON array containing QueryRecords
   var buffer bytes.Buffer
   buffer.WriteString("[")

 
   bArrayMemberAlreadyWritten := false
   for resultsIterator.HasNext() {
      queryResponse, err := resultsIterator.Next()
      if err != nil {
         return nil, err
      }
      // Add a comma before array members, suppress it for the first array member
      if bArrayMemberAlreadyWritten == true {
         buffer.WriteString(",")
      }
      item,_:= json.Marshal( queryResponse)
      buffer.Write(item)
      bArrayMemberAlreadyWritten = true
   }
   buffer.WriteString("]")
   fmt.Printf("queryResult:\n%s\n", buffer.String())
  return buffer.Bytes(), nil
}

4.6.4 部分复合键查询

GetStateByPartialCompositeKey(objectType string, keys []string) (StateQueryIteratorInterface, error)

与2.5.3类似

说明

名称

类型

函数名

GetStateByPartialCompositeKey

 

传入值

目标变量的类型

string

传入值

Key

[]string

返回值

StateQueryIteratorInterface

StateQueryIteratorInterface

返回值

error

error

2.7 获得当前用户

GetCreator() ([]byte, error)

这个方法可以获得调用这个ChainCode的客户端的用户的证书,这里虽然返回的是byte数组,但是其实是一个字符串,内容格式如下:

-----BEGIN CERTIFICATE----- 
MIICGjCCAcCgAwIBAgIRAMVe0+QZL+67Q+R2RmqsD90wCgYIKoZIzj0EAwIwczEL 
MAkGA1UEBhMCVVMxEzARBgNVBAgTCkNhbGlmb3JuaWExFjAUBgNVBAcTDVNhbiBG 
cmFuY2lzY28xGTAXBgNVBAoTEG9yZzEuZXhhbXBsZS5jb20xHDAaBgNVBAMTE2Nh 
Lm9yZzEuZXhhbXBsZS5jb20wHhcNMTcwODEyMTYyNTU1WhcNMjcwODEwMTYyNTU1 
WjBbMQswCQYDVQQGEwJVUzETMBEGA1UECBMKQ2FsaWZvcm5pYTEWMBQGA1UEBxMN 
U2FuIEZyYW5jaXNjbzEfMB0GA1UEAwwWVXNlcjFAb3JnMS5leGFtcGxlLmNvbTBZ 
MBMGByqGSM49AgEGCCqGSM49AwEHA0IABN7WqfFwWWKynl9SI87byp0SZO6QU1hT 
JRatYysXX5MJJRzvvVsSTsUzQh5jmgwkPbFcvk/x4W8lj5d2Tohff+WjTTBLMA4G 
A1UdDwEB/wQEAwIHgDAMBgNVHRMBAf8EAjAAMCsGA1UdIwQkMCKAIO2os1zK9BKe 
Lb4P8lZOFU+3c0S5+jHnEILFWx2gNoLkMAoGCCqGSM49BAMCA0gAMEUCIQDAIDHK 
gPZsgZjzNTkJgglZ7VgJLVFOuHgKWT9GbzhwBgIgE2YWoDpG0HuhB66UzlA+6QzJ 
+jvM0tOVZuWyUIVmwBM= 
-----END CERTIFICATE-----

        我们常见的需求是在ChainCode中获得当前用户的信息,方便进行权限管理。那么我们怎么获得当前用户呢?我们可以把这个证书的字符串转换为Certificate对象。一旦转换成这个对象,我们就可以通过Subject获得当前用户的名字

func (t *SimpleChaincode) testCertificate(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   creatorByte,_:= stub.GetCreator()
   certStart := bytes.IndexAny(creatorByte, "-----BEGIN")
   if certStart == -1 {
      fmt.Errorf("No certificate found")
   }
   certText := creatorByte[certStart:]
   bl, _ := pem.Decode(certText)
   if bl == nil {
      fmt.Errorf("Could not decode the PEM structure")
   }

 
   cert, err := x509.ParseCertificate(bl.Bytes)
   if err != nil {
      fmt.Errorf("ParseCertificate failed")
   }
   uname:=cert.Subject.CommonName
   fmt.Println("Name:"+uname)
   return shim.Success([]byte("Called testCertificate "+uname))
}

4.7 调用另外的链上代码

InvokeChaincode(chaincodeName string, args [][]byte, channel string) pb.Response

在自己的链上代码中调用别人已经部署好的链上代码。

在本地使用相同的交易上下文调用指定链码 的invoke()方法,在链码中调用链码不会产生新的交易消息。

如果被调用的链码在同一个通道,那么它只是简单地将被调用链码的 读写集添加到被调用交易中。

如果被调用的链码处于不同的通道,那么只会返回响应结果,在被调用 链码中的PutState调用不会影响账本的状态。

说明

名称

类型

函数名

InvokeChaincode

 

传入值

chaincodeName

string

传入值

args

[][]byte

传入值

channel(要调用的链码所在的通道名称)

string

返回值

 

pb.Response

 

比如官方提供的example02,要在代码中去实现a->b的转账,实现如下:

func (t *SimpleChaincode) testInvokeChainCode(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   trans:=[][]byte{[]byte("invoke"),[]byte("a"),[]byte("b"),[]byte("11")}
   response:= stub.InvokeChaincode("mycc",trans,"mychannel")
   fmt.Println(response.Message)
   return shim.Success([]byte( response.Message))
}

4.8获得提案对象Proposal属性

4.8.1 获得签名的提案

GetSignedProposal() (*pb.SignedProposal, error)

从客户端发现背书节点的Transaction或者Query都是一个提案,GetSignedProposal获得当前的提案对象包括客户端对这个提案的签名。提案的内容如果直接打印出来就像是乱码,其内包含了提案Header,Payload和Extension,里面更包含了复杂的结构,这里不讲,以后可以写一篇博客专门研究提案对象。

4.8.2获得Transient对象

GetTransient() (map[string][]byte, error)

Transient是在提案中Payload对象中的一个属性,也就是ChaincodeProposalPayload.TransientMap

4.8.3获得交易时间戳

GetTxTimestamp() (*timestamp.Timestamp, error)

交易时间戳也是在提案对象中获取的,提案对象的Header部分,也就是proposal.Header.ChannelHeader.Timestamp

 

4.8.4 获得Binding对象

GetBinding() ([]byte, error)

这个Binding对象也是从提案对象中提取并组合出来的,其中包含proposal.Header中的SignatureHeader.Nonce,SignatureHeader.Creator和ChannelHeader.Epoch。

2.9 事件设置

SetEvent(name string, payload []byte) error

当ChainCode提交完毕,会通过Event的方式通知Client。而通知的内容可以通过SetEvent设置。

func (t *SimpleChaincode) testEvent(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   tosend := "Event send data is here!"
   err := stub.SetEvent("evtsender", []byte(tosend))
   if err != nil {
      return shim.Error(err.Error())
   }
   return shim.Success(nil)
}

 

4.9其他

4.9.1 设置指定键的背书策略

GetStateValidationParameter(key string) ([]byte, error)

设置key的背书策略。

 

2.9.2 获取指定键的背书策略

GetStateValidationParameter(key string) ([]byte, error)

获取key的背书策略

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