连接区块链节点的 JavaScript 库 web3.js

前言

通过前面的文章我们可以知道基于区块链开发一个DApp，而DApp结合了智能合约和用户界面（客户端），那客户端是如何与区块链进行连接交互的、如何调用智能合约的、如何发送一个交易到区块链、如何获取区块链上的数据，这就是本文要介绍的 web3.js。

web3.js 介绍

如下图，区块链网络中的每个节点都会得到一份区块链上所有数据的副本，它们互相通信，实现对公共账本状态的共识。如果要与整个区块链对话，需要连接任意一个节点地址加入该网络，而 web3.js 就是连接节点与区块链对话的一个 js 库，可以与任何暴露了RPC接口、ws 协议的区块链节点（本地或远程节点）连接交互，同时可以结合一些前端技术（如 react），使用户通过页面与区块链交互。

与 web3.js 相同作用的还有 ethers.js ，web3.js 由基金会开发和维护，因此，有更多的开发人员使用它。

web3.js安装

前置条件：安装 nodejs 环境
node -v
vXX.xx

查看node版本，npm版本：

admin@MacBook-Pro-2 test % node -v
v18.16.1
admin@MacBook-Pro-2 test % npm -v
9.5.1

安装web3.js库:

admin@MacBook-Pro-2 test % npm install web3

added 88 packages in 53s

35 packages are looking for funding
  run `npm fund` for details
npm notice 
npm notice New minor version of npm available! 9.5.1 -> 9.8.0
npm notice Changelog: https://github.com/npm/cli/releases/tag/v9.8.0
npm notice Run npm install -g npm@9.8.0 to update!
npm notice 

web3.js库模块介绍

web3.js库是包含生态系统功能的模块集合。

• web3-eth：用于区块链和智能合约的交互。
• web3-shh： 是用于whisper协议，用于p2p和广播通信。
• web3-bzz： 针对swarm协议的去中心化文件存储。
• web3-utils：包含对Dapp开发人员有用的帮助函数。

具体使用参考web3.js

连接区块链节点

web3.js库安装好后就可以连接节点了，可以在本地安装一个区块链进行连接，也可以连接主网节点以及测试节点。

• 本地区块链：ganache，是一个区块链的个人开发环境，可以在上面部署合约、开发程序和进行测试，目的是为了节省大量开发时间。ganache详细的安装教程可以参考这篇博文。
• 以太测试/主网络：通过 Infura 可以获取连接区块链网络的端点，使用这些端点来与区块链网络交互。

获取到连接节点后就可以通过web3建立连接了，代码如下：

const Web3 = require('web3')
//下面为主网端点，测试端点为'https://ropsten.infura.io/YOUR_INFURA_API_KEY'
const rpcURL = "https://mainnet.infura.io/YOUR_INFURA_API_KEY" 
const web3 = new Web3(rpcURL)

向区块链网络发送数据

区块链中，交易操作是指把数据写入区块链，改变区块链状态的操作。例如，转账、调用写数据的智能合约函数，以及部署智能合约，这些操作都会被看作是交易。

根据区块链工作原理，会使用私钥签名交易数据然后向网络广播。为了签署交易，我们使用 JavaScript 库 ethereumjs-tx 在本地签署交易。

npm install ethereumjs-tx

下面展示一个发送数据的代码示例：

var Tx     = require('ethereumjs-tx').Transaction
const Web3 = require('web3')
const web3 = new Web3('https://ropsten.infura.io/v3/YOUR_INFURA_API_KEY')

//账户地址
const account1 = '0x...' 
const account2 = '0x...' 
// 私钥
const privateKey1 = Buffer.from("", 'hex'

// getTransactionCount 获取从此地址发送的事务数。
web3.eth.getTransactionCount(account1, (err, txCount) => {
  // 创建对象
  const txObject = {
    nonce:    web3.utils.toHex(txCount),
    to:       account2,
    value:    web3.utils.toHex(web3.utils.toWei('1', 'ether')),
    gasLimit: web3.utils.toHex(21000),
    gasPrice: web3.utils.toHex(web3.utils.toWei('10', 'gwei'))
  }

  // 签署
  const tx = new Tx(txObject, { chain: 'ropsten'})
  tx.sign(privateKey1)

  const serializedTx = tx.serialize()
  const raw = '0x' + serializedTx.toString('hex')

  // 广播
  web3.eth.sendSignedTransaction(raw, (err, txHash) => {
    console.log('txHash:', txHash)
    // 可以去ropsten.etherscan.io查看交易详情，如果连接的主网节点，那么可以通过etherscan.io查看
  })
})

更多web3.js使用参考web3.js

查询区块链网络数据

const Web3 = require('web3')
const web3 = new Web3('https://ropsten.infura.io/v3/YOUR_INFURA_API_KEY')

// 查询最新区块
web3.eth.getBlock('latest').then(console.log)
// 查询指定哈希值的区块
web3.eth.getBlock('0x...').then(console.log)
// 查询指定序号区块
web3.eth.getBlock(0).then(console.log)
// 查询某个区块中的指定信息
web3.eth.getTransactionFromBlock('0x...', 2).then(console.log)
// 查询Gas费
web3.eth.getGasPrice().then((result) => {
    console.log("wei: " + result)
    console.log("ether: " + web3.utils.fromWei(result, 'ether'))
})

更多web3.js使用参考web3.js