区块链研究实验室| 关于polkadot的substrate与runtime编译教程-part2

json文件的chain spec

chainspec JSON是一个大的JSON对象，通过substrate build-spec命令生成。此命令通过引用节点的导入runtime模块并查找需要定义的公开配置来工作。这些将是空值或提供默认值。

本质上，runtime模块可以依赖于“创世配置”，换句话说，我们在区块链首次初始化和构建其状态时提供的配置。这一状态是通过创世地块-第一个生产的区块链启动的。chainspec json文件的任务是定义这个初始状态。

一旦生成，我们可以在运行节点之前打开此chainspec chain并修改任何我们认为必要的值。

注意：如果我们的链写了我们不再需要的状态呢？也许我们已经更新了一个模块，或者任何链配置，并且想要反映来自Genesis块的更改？我们可以清除链-删除块历史-有效地重置节点。

您的节点为此提供了purge-chain命令，通常用于开发工作流：

# optional --dev flag to specify development chain
substrate purge-chain --dev

除此之外，框架还提供了三个默认的chain“spec”（pre-filled configurations），它们根据我们是运行节点进行测试还是生产目的来定义一些基本值。

实际上，默认情况下提供了三个spec：dev，local和staging：

• dev spec是离实际用例最远的规范，主要配置为帮助您使用链。我们为您提供了一系列帐户，并为所有预打包的runtime模块提供了配置。

• local spec类似于dev规范，在private network substrate教程中使用，由parity托管。假设您希望在本地测试多用户场景，它会为多个帐户提供“权限”。

• staging是一个更保守的规范，定义了有限数量的帐户，并省略了特定于模块的配置。这是您在构建生产链时选择的规范。

我们可以做的是使用substrate build-spec命令基于这些提供的选项之一构建新的chain spec，将结果输出到单独的文件。如果我想复制我自己的链的开发chain spec，我可以运行以下命令，在我的主目录中的新my-chianspec.json文件中输出规范：

substrate build-spec --chain=dev > ~/my-chainspec.json

在编辑器中打开此文件以查看可用的配置选项。

注意：您可能希望折叠genesis.system.runtime区块，其中包含一个无法读取的运行时区块。

id字段可以修改为您自己的名称，以及名称字段，这是一个更易于理解的chain spec名称。一些值得注意的常见选项包括：

遥测端点(Telemetry endpoints)：通过遥测端点为遥测服务提供端点。这将允许您使用已连接的节点填充UI，与Polkadot遥测不同。

在您的节点处理原生令牌的情况下，提供初始帐户的余额列表。

抵押配置（staking configuration）：链支持该功能。配置选项，如初始验证器帐户、验证器和存储变量。

最终，根据runtime包含的模块，还会有各种其他变量。帮助您熟悉chain spec文件的建议方法是参考主substrate节点chain spec。

substrate build-spec --chain ~/chainspec.json --raw > ~/mychain.json

最后，为了运行我们的区块链，我们提供了这种chain spec的substrate。从这里我们将假设您正在运行自定义编译的Substrate节点，我们将替换为该节点的运行时。

 --chain ~/mychain.json --validator

注意：您的链开始生成区块需要验证者标志。

接下来让我们看看初始化和编译自定义Substrate节点。

初始化substate节点

到目前为止，我们一直在使用通过安装脚本获得的已编译substrate节点。这对于测试开发链是非常友好的。但是它限制了我们引入自己的runtime模块和自定义配置。为此，我们需要下载substrate源代码。

我们有两种方法可以开始使用我们自己的定制substrate链：

1、下载易于配置的节点模板（例如，从第一部分完整安装中下载的测试网节点模板，或特定供的Substrate Kitties节点）。

2、使用Substrate Scripts，下载官方节点模板，一个简单的Substrate节点脚本，其中包含准备好进行runtiem模板。我们可以使用我们之前安装的Substrate Scripts来完成这项工作。

使用以下命令生成新节点模板：

// substrate-node-new  
substrate-node-new my-node "Ross Bulat"

这可能需要一些时间，具体取决于您的系统 - 将获取和编译最新的Substrate源代码。

完成后，节点的运行时现在可以通过lib.rs文件在runtime/src文件夹中编辑。其中还包括一个runtime模块的模板，模板为template.rs。接下来我们将查看一个runtime模块。

构建自定义节点

在节点目录中，使用附带的build.sh脚本将节点编译为wasm，然后使用cargo编译binary文件：

# build wasm
./scripts/build.sh
# build binary
cargo build --release

现在将在节点的./target/release/目录中编译节点。

在我们使用substrate调用特定于节点的命令的地方，我们现在可以参考我们新建的binary文件，在我们的定制链上运行命令。要清除链并重新运行它，我们将使用binary文件：

# clear chain state
./target/release/ purge-chain --dev
# run in dev mode
./target/release/ --dev

我们在这里介绍的最后一个主题是runtime模块。让我们探讨它们是什么以及如何将它们包含在Substrate节点中。

介绍substrate的runtime模块

什么赋予Substrate实用性是一种通用的模块化结构，允许开发人员将功能插入其runtime，从而创建符合其要求的自定义区块链。

注意：Substrate运行时的另一个术语是状态转换函数或STF。这实际上是执行块的函数，导致区块链发生状态更改。

这些功能包称为模块，或者更具体地说，是runtime模块。预先与Substrate一起打包的这些runtime模块系列共同形成了一个模块目录，称为substrate的runtime模块库或SRML。

这些模块非常有用。它们为我们期望从其他区块链框架获得的一系列功能添加了功能，并且可以在github上浏览。让这些模块随时可用可以避免开发人员重新发明轮子——在实现了全新功能的地方，它们也可以作为runtime模块开发。

以下是一些可用的模块：

1. assets：为可替代资产提供支持的模块——想想ERC20代币。

2. balance：为管理账户余额提供支持的模块。

3. Staking：一个模块，提供管理网络维护者所关注资金的功能。

您会注意到，每个模块都被格式化为Rust crate，旨在导入到Substrate runtime环境中。

每个SRML模块都会被打包起来，并在模块名称前面加上srml_前缀，每个模块都可以在Parity的crate库的左侧菜单中找到。

模块结构概述

每个模块都在自己的src / lib.rs文件中定义符合特定的结构。我们已经可以看到Substrate模块的高级特性：

模块可以定义为一个文件、module-name.rs或更常见的lib.rs。模块还可以有其他支持文件，通常都位于特定目录中。

模块必须符合特定结构，依赖于特定substrate API。

这最后一点究竟意味着什么？嗯，这取决于你的模块实际做了什么。模块为区块链提供了功能 - 我们已经知道了很多 - 但是这个功能可以以一系列组件的形式出现：

事件（event）：模块可以定义在满足特定条件时要调用的自定义事件 - 当您制作新的不可替换的令牌时，可能是TokenCreated事件。事件包含在decl_event!marco：

存储（storage）：模块可以定义要在链上持久化的数据结构，如映射、列表等。我们实际上可以存储一系列数据类型，其中大部分都在这里记录。存储项在decl_storage! macro：  

Dispatchable函数：可以在runtime通过JSON RPC调用执行的公共函数。所有可调度函数都包含origin参数，其中包含有关函数调用源的信息，例如调用者的公共地址和其他元数据。

如果我们查看Assets模块可调度函数，我们可以看到为我们定义了issue，transfer和destroy。可调度函数通过帐户调用。我们将进一步使用特定工具管理帐户。

public或private函数：模块可以提供可以从runtime环境中的任何位置调用的公共函数，以及只能在模块实现中调用的私有函数。这些都不是可调度的功能，例如它们无法通过JSON RPC协议从外部访问，也不需要origin参数。

结构(Structs)：模块可以定义该模块可能需要的结构。例如可能会为用于跟踪全球货件的链定义ShipmentItem结构：

请注意，我们可以将其他类型引入结构中，就像我们在上面的示例中使用Hash和Balance一样。

标准类型（如hash）在runtime原语库中定义，但类型也通常在其他runtime模块中定义，在这些模块中我们引入了依赖关系的概念。

正如我们已经发现的，模块可以是crates，因此可以作为cargo.toml中的依赖项。这样可以确保其他人依赖的模块不会丢失。

回到即插即用的模拟，模块定义了可在runtime内（执行）的可插入（导入）功能，为您的链提供额外的功能。这个可插入的方面只是意味着将所需的模块声明并导入到Substrate运行时。

通过对substrate模块实际是什么的概念性理解，让我们使用substrate-module-new用程序来生成一个简单的模块模板。

初始化新模块

与substrate-node-new程序一样，我们还下载了一个substrate-module-new程序，它可以提供最新的模块模板供我们使用。

在节点runtime目录中，使用以下命令准备新模块：

substrate-module-new 

让我们用my-module的名称来运行它。输出将提示我们将模块添加到runtime / src / lib.rs文件中：

生成的文件my module将与最初包含在目录中的template.rs文件相同。但是运行substrate module new是在事件模板中启动新runtime模块的首选方法同时rs已被编辑。

总结

这篇关于substrate的介绍已经介绍了如何安装框架，以及如何使用包含的工具来帮助部署自定义节点和模块。

我们使用了Polkadot JS程序，了解它如何作为Substrate管理实用程序工作，同时充当链资源管理器和管理器。该应用程序旨在提供通用功能，不会假设您的链支持什么 - 应用程序的UI将根据您的chain spec和您在runtime定义的模块更新。

关于chain spec的主题，我们介绍了如何通过substrate构建规范生成规范JSON文件，其内容将根据链的runtime将runtime模块而变化。还有三个预先配置的chain spec，用于填充开发或生产节点的规范。在编译为原始状态并与运行时一起使用之前，可以编辑chain spec。

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