Windows下以太坊Geth客戶端安裝使用以及簡單合約的部署

操作系統：Windows 10
參考資料：如何搭建以太坊私有鏈、智能合約開發環境搭建及Hello World合約

以太坊安裝

以太坊客戶端與Java虛擬機和.NET運行環境類似，能夠讓你在電腦上運行"以太坊程序"。

以太坊的客戶端有很多版本，在這裏選擇Geth（Go-ethereum）。只需要直接到官網下載Windows對應.exe可執行文件，並安裝即可。

安裝完成後，打開cmd命令提示符，輸入命令geth --help顯示以下信息，表明安裝成功。

PS：如果不加任何參數，只使用geth命令執行，或雙擊安裝目錄下的geth.exe，會自動連接到以太坊公網，並開始同步區塊（你會發現一直卡着不動），此時區塊數據存儲的路徑可以在geth --help中查看到。

私有鏈創世區塊搭建

以太坊支持自定義創世區塊，要運行私有鏈，我們就需要定義自己的創世區塊，創世區塊信息寫在一個 json 格式的配置文件中。

在磁盤的某個地方創建一個新文件夾，在該文件夾中新建創世區塊配置文件genesis.json，內容如下：

{
  "config": {
        "chainId": 15,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
    "coinbase" : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
    "difficulty" : "0x07000",
    "extraData" : "",
    "gasLimit" : "0xffffffff",
    "nonce" : "0x0000000000000042",
    "mixhash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "timestamp" : "0x00",
    "alloc": { }
}

字段的具體含義在這裏就不展開敘述了。之後在cmd窗口進入該文件夾，執行如下命令：

geth --datadir data init genesis.json

上面命令的主體是 geth init，表示初始化區塊鏈，命令可以帶有選項和參數，其中 --datadir 選項後面跟一個目錄名，這裏爲 data，表示指定數據存放目錄爲 data， genesis.json 是 init 命令的參數。執行後結果如下，可以看到，私有鏈搭建成功。

PS：在data目錄下，會有兩個文件：geth和keystore，前者保存區塊數據，後者存放賬戶信息。

私有鏈節點的加入

在完成上述步驟後，就已經有了一條自己的私有鏈了，可以加入自己的私有鏈節點，使用以下命令啓動節點：

geth --datadir data --networkid 2629 console

命令的主體是 geth console，表示啓動節點並進入交互式控制檯，--datadir 選項指定使用 data 作爲數據目錄，--networkid 選項後面跟一個數字，這裏是 2629，表示指定這個私有鏈的網絡 id 爲 2629。網絡 id 在連接到其他節點的時候會用到，以太坊公網的網絡 id 是 1，爲了不與公有鏈網絡衝突，運行私有鏈節點的時候要指定自己的網絡 id 。執行後，結果如下：

如圖，會進入到一個交互式的 Javascript 執行環境，裏面可以執行 Javascript 的代碼，如輸入1+1會輸出2。 在這個環境中，可以進行很多操作，例如：查看區塊和交易、創建賬戶、挖礦、發送交易、部署智能合約等。

然後執行如下一系列的操作，進行創建用戶，挖礦，就不展開敘述了：

personal.newAccount("123") //創建用戶，引號中的是賬戶密碼

eth.accounts //可查看賬戶信息

miner.start(2) 	//啓動挖礦，參數表示使用的線程數。啓動後就會被挖礦信息刷屏
				//挖礦所得以太幣默認存入第一個賬戶
miner.start();admin.sleepBlocks(1);miner.stop()//使用這個命令會在挖到一次礦後自動停止

miner.stop() //停止挖礦

eth.getBalance(eth.accounts[0]) //可以查看賬戶餘額，單位是wei
web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether') //將餘額單位換算成以太幣

交易

PS：下文的操作我換用了Windows PowerShell

按照相同方式再創建一個賬戶，此時先前的賬戶有餘額，而新創建的賬戶餘額爲0，可以通過以下命令將10個以太幣從賬戶0轉移到賬戶1：

amount = web3.toWei(10,'ether')
eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})

此時會報錯如下：

原因是賬戶每隔一段時間就會被鎖住，要發送交易，必須先解鎖賬戶，由於我們要從賬戶 0 發送交易，所以要解鎖賬戶 0，執行圖中所示命令（需要輸入密碼）：

解鎖後，重新執行之前的命令。

交易後，查看賬戶1餘額，會發現還是0，這是因爲交易已經提交到區塊鏈，但還未被處理。正如之前所學到的，需要礦工進行挖礦，處理並記錄這個交易。所以我們進行挖礦後，得到如下結果：

可以看到，賬戶1的餘額已經變成10了，說明交易已被處理。

查看區塊

使用命令eth.blockNumber查看當前的區塊總數，eth.getBlock(10)查看具體的區塊，執行結果如下：

區塊的各字段含義如下：

• difficulty：表示當前區塊的難度
• extraData：與此區塊相關的附加數據
• gasLimit：當前區塊允許使用的最大gas
• gasUsed：當前區塊累計使用的gas
• hash：區塊的哈希值。如果區塊沒有被確認，字段值爲null
• logsBloom：區塊日誌的布隆過濾器，區塊沒被確認時值爲null
• miner：取得該區塊記賬權的礦工
• mixHash：一個Hash值，當與nonce組合時，證明此區塊已經執行了足夠的計算
• nonce：PoW生成的哈希值
• number：區塊號（創世紀塊的區塊序號爲0，對於每個後續區塊，區塊序號都增加1）
• parentHash：前一個區塊的哈希值
• receiptsRoot：收據樹的根哈希值
• sha3Uncles：數據塊的哈希值
• size：該區塊的字節大小
• stateRoot：狀態樹的根哈希值
• timestamp：區塊打包時的unix時間戳
• totalDifficulty：區塊鏈到當前區塊的總難度
• transactions：交易的對象
• transactionsRoot：交易樹的根哈希值
• uncles：叔哈希的數組

查看交易

使用命令eth.getTransaction(" ")查看交易，其中引號需加上交易的hash值，在交易執行後會有顯示。執行結果如下，該交易是上文所述交易：

交易的各字段含義如下：

• blockHash：這個交易所在的區塊的哈希值
• blockNumber：這個交易所在的區塊的編號
• from：發起交易的賬戶
• gas：執行這個交易所需要的gas
• gasPrice：當前gas與以太幣換算的匯率
• hash：這個交易的哈希值
• input：合約的16進制代碼
• nonce：交易下的nonce值，是賬戶發起交易所維護的nonce，一個交易對應一個nonce值
• r，s，v：交易簽名後的值，它們可以被用來生成簽名者的公鑰；r，s是ECDSA橢圓加密算法的輸出值，v是用於恢復結果的ID
• to：交易接收賬戶。如果是一個創建智能合約的交易，to爲空
• transactionIndex：這個交易在其對應區塊的序號
• value：交易的以太幣數量。如圖所示，正是10個以太幣

查看日誌

進行到這裏才發現有日誌功能…

日誌功能開啓方法：在上文啓動以太坊節點時在後面加上2>> test.log，日誌的名稱可以自己隨意設置。

簡單來說，日誌的作用就是將我之前在執行命令時會輸出的各種提示信息，例如INFO、WARN，不直接輸出到屏幕上，而是重定向寫入到我們指定的日誌文件中。日誌文件部分內容如下：

上圖顯示的內容就是啓動節點後，geth初始化的一些信息。

對於選擇將這些提示信息輸入到日誌中，我認爲有好處也有壞處：好處就是沒有這些提示信息後，geth命令行界面和之前相比顯得更加簡介了，同時有了日誌的記錄，方便日後的查看；壞處就是似乎少了一些什麼的感覺，比如挖礦時刷屏的快感。

編寫簡單的智能合約

使用Remix - Ethereum IDE直接在瀏覽器中編寫和編譯Solidity代碼

參考網上博客（見本文開頭部分的參考資料），創建helloworld.sol，並編寫代碼如下：

pragma solidity ^0.4.22;
contract hello {
    
    string greeting;
    
    function hello(string _greeting) public {
        greeting = _greeting;
    }
    
    function say() constant public returns (string) {
        return greeting;
    }
    
}

上述代碼創建了一個hello合約。點擊頁面中的Compile進行編譯。對於博客提供的代碼似乎給了警告，意思好像是要求寫構造函數，不過既然不是報錯，暫時先不管。

編譯通過後，點擊下方的 Compilation Details，找到 WEB3DEPLOY 選項旁的複製按鈕進行復制，得到如下結果：

var _greeting = /* var of type string here */ ;
var helloContract = web3.eth.contract([{"constant":true,"inputs":[],"name":"say","outputs":[{"name":"","type":"string"}],"payable":false,"stateMutability":"view","type":"function"},{"inputs":[{"name":"_greeting","type":"string"}],"payable":false,"stateMutability":"nonpayable","type":"constructor"}]);
var hello = helloContract.new(
   _greeting,
   {
     from: web3.eth.accounts[0], 
     data: '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', 
     gas: '4700000'
   }, function (e, contract){
    console.log(e, contract);
    if (typeof contract.address !== 'undefined') {
         console.log('Contract mined! address: ' + contract.address + ' transactionHash: ' + contract.transactionHash);
    }
 })

繼續按照博客要求，將第一行的註釋部分改爲“Hello World”（可以先複製到文本中進行修改）。修改完成後，拷貝到geth控制檯中。注意先要解鎖合約中from字段對應的賬戶！

**然後需要進行挖礦！**我起初沒有進行挖礦，所以一直以爲哪裏出錯了。查看Log日誌可以看到，當我們將上述內容拷貝到控制檯後，日誌中提示以下信息：

INFO [10-09|21:44:27.864] Submitted contract creation

在開始挖礦一段時間後，可以看到如下所示的提示信息，表示合約已經部署成功了。

此時查看對應賬戶餘額，可以看到，餘額變少了。

運行hello合約，得到如下結果：

結果符合預期，即輸出了Hello World，合約成功運行！