Fabric v1.x 智能合约的生命周期

一、智能合约是什么

智能合约是Fabric区块链网络的心脏，在可执行代码中定义不同组织之间的规则。智能合约打包成chaincode，部署chaincode后即可通过chaincode生成交易记录到账本上。

二、智能合约与账本的交互

开发者需要开发的模块包括Application和SmartContract，Application可以通过ledger的API直接访问区块链，也可以通过智能合约访问区块链和世界状态，智能合约和账本都可以发出event，如下图所示：

智能合约访问World state的接口：

• get：直接访问world state就可以获得返回结果，不会去访问区块链
• put：写入world state，同时在区块链中增加一条写入交易
• delete：在world state删除一条记录，不会删除区块链中的记录，只会增加一条删除的交易

三、chaincode样例

chaincode支持Java、Node.js、Go等语言，下面给出Go的样例：

import (
	"fmt"
	"github.com/hyperledger/fabric/core/chaincode/shim"
	"github.com/hyperledger/fabric/protos/peer"
)
// SimpleChaincode example simple Chaincode implementation
type SimpleChaincode struct {
}

// Init is called during chaincode instantiation to initialize any data. 
func (t *SimpleChaincode) Init(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {
	// Initialize the chaincode
	A = args[0]
	Aval, err = strconv.Atoi(args[1])
	B = args[2]
	Bval, err = strconv.Atoi(args[3])
	fmt.Printf("Aval = %d, Bval = %d\n", Aval, Bval)
	// Write the state to the ledger
	err = stub.PutState(A, []byte(strconv.Itoa(Aval)))
	err = stub.PutState(B, []byte(strconv.Itoa(Bval)))
	return shim.Success(nil)
}

// Invoke is called per transaction on the chaincode. Each transaction is
// either a 'get' or a 'set' on the asset created by Init function. The Set
// method may create a new asset by specifying a new key-value pair.
func (t *SimpleChaincode) Invoke(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {

	function, args := stub.GetFunctionAndParameters()
	if function == "invoke" {
		// Make payment of X units from A to B
		return t.invoke(stub, args)
	} else if function == "delete" {
		// Deletes an entity from its state
		return t.delete(stub, args)
	} else if function == "query" {
		// the old "Query" is now implemtned in invoke
		return t.query(stub, args)
	}

	return shim.Error("Invalid invoke function name. Expecting \"invoke\" \"delete\" \"query\"")
}

• Init方法用于初始化chaincode，在chaincode实例化的时候会被调用，上面例子中初始化了A的value和B的value，然后调用PutState接口将数据写入账本中。
• Invoke方法在运行交易的时候会被调用，可以通过function参数实现不同的交易逻辑，上面例子中实现了invoke、delete以及query三种交易。

四、chaincode生命周期

chaincode的生命周期包括打包（Package）、安装（Install）、实例化（Instantiate）、运行（Running）以及升级（Upgrade）。

4.1 打包（Package）

打包时会生成一个ChaincodeDeploymentSpec (CDS)，里面包含了chaincode的源码、名称、版本号；还可以指定实例化策略，指定由谁来进行实例化操作，表达式与背书策略相同；chaincode的拥有者还需要对package进行签名。

打包的操作示例如下所示，指定了名称为mycc、源码路径、版本为1.0、实例化策略为只有组织OrgA的admin角色才能进行实例化，打包的目的文件为 ccpack.out。

peer chaincode package -n mycc -p  github.com/hyperledger/fabric-samples/chaincode/abstore/go -v 1.0 -s -S -i "AND('OrgA.admin')"  ccpack.out

打包完成后就可以对package进行签名，目的文件为signedccpack.out，示例如下所示：

peer chaincode signpackage ccpack.out signedccpack.out

4.2 安装（Install）

打包完成后就可以进行安装了，一个Peer可以安装多个chaincode，需要注意的是channel上每个Endorsing peer上都必须安装该chaincode。安装ccpack.out的示例如下所示：

peer chaincode install ccpack.out

4.3 实例化（Instantiate）

实例化的时候需要设置背书策略，下面示例中通过-c参数指定了初始化数据，通过-P参数指定了背书策略需要组织Org1和Org2的成员一起背书：

peer chaincode instantiate -C mychannel -n mycc -v 1.0 -c '{"Args":[“a”, “100”, “b”, “200”]}' -P "AND ('Org1.member','Org2.member')"

4.4 运行（Running）

实例化完成后client就可以提交交易请求了，由chaincode处理交易并更新账本，然后返回响应，client也会接收到响应，下面为查询和转账的示例：

peer chaincode query -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["query","a"]}’
peer chaincode invoke -o order-url -C mychannel -n mycc -c  '{"Args":["invoke","a","b","10"]}'

4.5 升级（Upgrade）

有新的业务需求需要对chaincode进行更新，更新时需要改变版本号；升级之前，新版本的chaincode必须已经在所有要求的背书节点上安装完成；升级过程类似于实例化操作，一次升级只会影响一个channel，示例如下所示：

peer chaincode upgrade -C mychannel -n mycc -v 1.0 -c '{"Args":["a","100","b","200"]}'

五、System Chaincode

System Chaincode在Peer进程中运行，而不是像普通chaincode一样在隔离的容器中运行；System Chaincode实现了一些系统行为，下面列举其中一些System Chaincode：

• LSCC(Lifecycle system chaincodeC)：处理应用的chaincode生命周期管理请求，包括上面章节中的打包、安装、实例化、升级等；
• CSCC(Configuration system chaincode)：处理Peer端的channel配置，比如某个peer加入channel等；
• QSCC(Query system chaincode)：提供账本查询API，比如获取区块和交易记录。