掌握:用Web3.js玩转柚子币EOS区块链开发

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柚子币 Web3.js 教程

前言

本教程旨在为开发者提供详尽的指导,使其能够利用 Web3.js 库与 EOS (柚子币) 区块链高效地进行交互。Web3.js 是一套强大的 JavaScript 库的集合,它构建了一个桥梁,使得客户端应用程序,无论是运行在浏览器环境中还是在 Node.js 服务器端,都能够与本地或远程的以太坊区块链节点进行通信。虽然该库名称为 Web3.js,但通过适当的配置和调整,它可以无缝地与兼容以太坊虚拟机 (EVM) 的区块链网络以及某些类 EVM 的区块链(包括 EOS 柚子币)进行交互。

本教程将采用循序渐进的方式,通过一系列精心设计的示例,详细阐述如何利用 Web3.js 执行常见的 EOS 柚子币区块链操作,从而帮助开发者快速上手。这些操作包括:

  • 连接到 EOS 柚子币区块链节点: 学习如何建立与 EOS 区块链节点的连接,这是所有后续操作的基础。我们将演示如何配置 Web3.js 以连接到不同的节点,包括本地节点和远程节点。
  • 查询账户余额: 掌握如何查询指定 EOS 账户的余额,这对于监控账户状态和确保交易成功至关重要。我们将展示如何使用 Web3.js 的 API 来获取账户余额,并解释结果的含义。
  • 发送柚子币: 学习如何使用 Web3.js 将 EOS 代币从一个账户转移到另一个账户。我们将详细介绍交易的构建、签名和广播过程,以及如何处理潜在的错误。
  • 部署和调用智能合约: 探索如何使用 Web3.js 部署新的智能合约到 EOS 区块链,并调用已部署的合约中的函数。我们将提供实际的代码示例,演示如何编译、部署和与智能合约进行交互。

通过本教程,你将获得使用 Web3.js 与 EOS 柚子币区块链交互的全面知识和技能,为开发基于 EOS 的去中心化应用程序 (DApps) 奠定坚实的基础。

准备工作

在开始使用 Web3.js 与柚子币 (EOS) 区块链交互之前,请确保已完成以下准备步骤。这些步骤将帮助你搭建开发环境并连接到柚子币网络,以便进行后续的开发和测试工作。

  • 安装 Node.js 和 npm: Web3.js 是一个基于 Node.js 环境的 JavaScript 库,它依赖于 Node.js 运行时环境和 npm (Node 包管理器)。你需要从 Node.js 官方网站 ( https://nodejs.org/ ) 下载并安装适合你操作系统的版本。 npm 通常会与 Node.js 一起安装,安装完成后,可以在终端或命令行界面通过运行 node -v npm -v 命令来验证是否安装成功,并查看它们的版本号。
  • 安装 Web3.js: Web3.js 可以通过 npm 进行安装。在你的项目目录中打开终端或命令提示符。然后,运行以下命令来安装 Web3.js 库:
    npm install web3

    这个命令会将 Web3.js 及其依赖项下载并安装到你的项目目录的 node_modules 文件夹中。你可以在 JavaScript 代码中使用 require('web3') import Web3 from 'web3' (如果你的项目配置了 ES 模块)来引入 Web3.js 库。

  • 一个柚子币账户: 要与柚子币区块链进行交互(例如发送交易、调用合约等),你需要拥有一个有效的柚子币账户。你可以使用支持柚子币的钱包应用程序(如 Scatter、Anchor 等)来创建和管理你的账户。另外,一些测试网提供了 Faucet 服务,允许你免费获取测试用的柚子币,用于在测试环境中进行开发和实验。请注意,测试网的柚子币没有实际价值,只能用于测试目的。
  • 连接到柚子币节点: Web3.js 需要连接到一个柚子币节点才能与区块链进行通信。柚子币节点是一个运行着柚子币区块链客户端的服务器,它负责维护区块链的副本并处理交易请求。你可以选择以下几种方式连接到柚子币节点:
    • 公共节点服务: 像 Infura 和 Alchemy 这样的公司提供了公共的柚子币节点服务。你可以注册一个账号并获取 API 密钥,然后使用 Web3.js 连接到它们的节点。这些服务通常提供免费的额度,但可能会有速率限制。
    • 运行自己的节点: 你也可以选择自己运行一个柚子币节点。这需要下载并安装柚子币的区块链客户端(例如 nodeos ),并将其配置为同步区块链数据。运行自己的节点可以提供更高的控制权和隐私性,但需要更多的技术知识和硬件资源。
    无论你选择哪种方式,都需要获取节点的 RPC (Remote Procedure Call) URL,以便 Web3.js 可以连接到该节点。例如,一个 Infura 节点的 URL 可能是 https://eos.infura.io/v1/你的API密钥

连接到EOS区块链节点

第一步是初始化一个Web3实例,并建立与EOS区块链节点的连接。为了实现这一步,你需要提供EOS节点的可访问URL,该URL可以是HTTP或WebSocket协议的地址。选择WebSocket通常能提供更实时的事件订阅和数据更新。

JavaScript代码示例如下,展示了如何使用Web3.js库连接到EOS节点:


const Web3 = require('web3');

// 将此处的 'YOUR_EOS_NODE_URL' 替换为你的EOS节点URL,例如:'http://localhost:8888' 或 'ws://localhost:8888'
const nodeUrl = 'YOUR_EOS_NODE_URL';

// 使用提供的URL创建一个Web3实例
const web3 = new Web3(nodeUrl);

// 验证连接是否成功
web3.eth.net.isListening()
  .then(() => console.log('成功连接到EOS节点!'))
  .catch(err => console.error('连接到EOS节点时发生错误:', err));

代码解释:

  • require('web3') :引入Web3.js库,它是与以太坊兼容的区块链进行交互的关键工具。对于EOS,虽然核心技术不同,但Web3.js仍然可以用于某些交互,或者作为理解类似概念的基础。
  • nodeUrl :这是一个字符串变量,用于存储EOS节点的URL地址。请务必将其替换为你实际使用的EOS节点地址。常见的EOS节点提供商会提供HTTP或WebSocket的API端点。
  • new Web3(nodeUrl) :创建一个新的Web3实例,并将其配置为连接到指定的EOS节点。
  • web3.eth.net.isListening() :该方法用于测试与节点的连接是否成功。它返回一个Promise,如果连接成功,则Promise会resolve;如果连接失败,则Promise会reject,并抛出错误。
  • .then() .catch() :这两个方法用于处理Promise的结果。如果连接成功, .then() 中的代码将被执行,并在控制台输出 "成功连接到EOS节点!"。如果连接失败, .catch() 中的代码将被执行,并在控制台输出错误信息。

重要提示: 请将代码中的 YOUR_EOS_NODE_URL 替换为真实可用的EOS节点URL。确保该节点稳定可靠,并且允许你的应用程序进行连接。根据你的EOS节点配置,可能需要配置额外的参数,例如API密钥或认证信息。 选择合适的EOS节点提供商或自行搭建EOS节点,以确保你的应用程序能够正常运行。

查询账户余额

可以使用 web3.eth.getBalance() 方法查询指定账户的余额。该方法允许开发者检索与特定以太坊地址关联的以太币(ETH)数量,并将其以Wei为单位返回。然后,可以使用其他实用程序函数将Wei转换为更易于理解的单位,如EOS。

JavaScript 示例:


const accountAddress = 'YOUR_EOS_ACCOUNT_ADDRESS'; // 替换为你的以太坊账户地址

以下代码片段展示了如何使用 web3.eth.getBalance() 函数:


web3.eth.getBalance(accountAddress)
  .then(balance => {
    console.log(`账户 ${accountAddress} 的余额: ${web3.utils.fromWei(balance, 'ether')} ETH`);
  })
  .catch(err => console.error('获取余额时发生错误:', err));

代码解释:

  • 你需要将 YOUR_EOS_ACCOUNT_ADDRESS 替换为你想要查询的以太坊账户地址。 这是一个42个字符的十六进制字符串,以 0x 开头。
  • web3.eth.getBalance(accountAddress) 函数异步地从区块链中检索账户余额。 它返回一个 Promise 对象。
  • .then(balance => { ... }) 处理 Promise 的成功结果。 balance 变量包含以 Wei 为单位的账户余额。
  • web3.utils.fromWei(balance, 'ether') 将 Wei 转换为 ETH。 web3.utils 对象包含各种实用函数,用于单位转换和其他常见任务。 fromWei 函数将 Wei(以太坊的基础单位)转换为更常用的单位,如 ether。 可用的单位包括 'wei', 'kwei', 'mwei', 'gwei', 'szabo', 'finney', 'ether'。
  • console.log() 将账户地址和余额打印到控制台。
  • .catch(err => console.error('获取余额时发生错误:', err)) 处理 Promise 的错误情况。 如果在获取余额时发生错误(例如,网络问题或无效的账户地址),则会将错误消息打印到控制台。

请注意,此代码需要在以太坊环境中运行,该环境已配置并连接到以太坊节点。 例如,可以使用 MetaMask 浏览器扩展或 Infura 等云服务。

发送柚子币 (EOS)

要发送柚子币 (EOS),你需要使用 web3.eth.sendTransaction() 方法。此方法允许你构建并广播交易到区块链网络。为了成功发送 EOS,需要创建一个包含必要交易信息的对象。该对象必须包含以下关键属性:

  • from : 发送者的账户地址。这是发起交易的以太坊地址,必须拥有足够的 EOS 代币来支付交易费用和发送的金额。
  • to : 接收者的账户地址。这是接收 EOS 代币的目标以太坊地址。
  • value : 要发送的 EOS 金额(以 Wei 为单位)。由于以太坊虚拟机 (EVM) 无法直接处理浮点数,因此需要将 EOS 金额转换为最小单位 Wei。
  • gas : 交易的 Gas 限制。Gas 是以太坊网络用来衡量交易执行所需计算量的单位。设置足够的 Gas 限制可以确保交易有足够的资源来完成。
  • gasPrice : Gas 价格(以 Wei 为单位)。 Gas 价格决定了矿工处理交易的意愿。较高的 Gas 价格通常会导致更快的交易确认速度。

以下 JavaScript 代码片段展示了如何构建和发送 EOS 交易。请注意,为了安全起见,私钥管理必须妥善处理,避免泄露。

javascript


const senderAddress  = 'YOUR_SENDER_ADDRESS'; // 替换为你的发送者账户地址
const receiverAddress = 'YOUR_RECEIVER_ADDRESS'; // 替换为你的接收者账户地址
const amountInEos =  0.1;  // 要发送的 EOS 金额
const amountInWei = web3.utils.toWei(amountInEos.toString(), 'ether'); // 将 EOS 转换为 Wei

// 替换为你的私钥 (请勿在生产环境中使用明文私钥,使用安全的方式存储和管理私钥)
const privateKey = 'YOUR_PRIVATE_KEY';

web3.eth.getTransactionCount(senderAddress, 'pending')
    .then(nonce => {
        const transactionObject = {
            nonce: nonce,
            from: senderAddress,
            to: receiverAddress,
            value: amountInWei,
            gas: 21000,  // 基本 EOS 转账的 Gas 限制。 可以根据实际情况调整,但必须大于等于21000
            gasPrice: web3.utils.toWei('1', 'gwei') // Gas 价格,以 Gwei 为单位。可以根据当前网络状况调整。 通常需要查询gasStation等服务来获取最优gasPrice
        };

        web3.eth.accounts.signTransaction(transactionObject, privateKey)
            .then(signedTransaction => {
                web3.eth.sendSignedTransaction(signedTransaction.rawTransaction)
                    .on('transactionHash', hash => {
                        console.log('Transaction Hash:', hash); // 交易哈希,用于追踪交易状态
                    })
                    .on('receipt', receipt => {
                        console.log('Transaction Receipt:', receipt); // 交易回执,包含交易状态和相关信息
                    })
                    .on('error', err => {
                        console.error('Transaction Error:', err); // 交易错误信息
                    });
            });
    })
    .catch(err => console.error('Error getting transaction count:', err));

重要提示:

  • 请务必使用安全的私钥管理方案,例如硬件钱包或密钥管理服务,切勿将私钥直接存储在代码中。
  • 在生产环境中,建议使用更高级的错误处理和重试机制,以确保交易的可靠性。
  • Gas 限制和 Gas 价格应根据当前网络拥塞情况进行调整,以确保交易能够及时被处理。可以通过以太坊 Gas Station 等服务获取推荐的 Gas 价格。
  • 上面示例代码使用了 'pending' 的getTransactionCount 方法, 在高并发场景下, 容易出现nonce重复问题。 建议使用已确认的nonce。
  • 柚子币实际上是运行在EOSIO区块链上的, 不是以太坊区块链。 上面代码是指, 用以太坊的类库操作EOS,是不成立的。上面的代码只是示例代码。

重要安全提示:

  • 永远不要在生产环境中将私钥直接硬编码到代码中! 将私钥直接嵌入到代码中会极大地增加安全风险,一旦代码泄露,你的资产将面临被盗的风险。 应该使用专门设计的安全存储方案来管理私钥,例如:
    • 硬件钱包: 硬件钱包是一种专门用于存储加密货币私钥的物理设备,提供离线签名功能,大大降低了私钥被盗的风险。
    • 密钥管理系统(KMS): KMS 是一种用于集中管理加密密钥的基础设施,提供细粒度的访问控制和审计功能,适用于企业级应用。
    • 环境变量: 将私钥存储在环境变量中,可以避免将私钥直接暴露在代码中,但需要确保环境变量的安全存储和访问控制。
    • 加密存储: 使用加密算法对私钥进行加密存储,例如使用 AES 或 RSA 等算法,并确保密钥的安全管理。
  • 请仔细检查 to 地址和 value ,以确保你发送到正确的地址和金额。 在区块链交易中,一旦交易被确认,就无法撤销。因此,在发送交易之前,务必仔细核对接收地址和转账金额,避免因人为错误导致资产损失。 可以采用以下措施来降低出错的可能性:
    • 使用地址簿: 将常用的地址保存在地址簿中,避免手动输入地址。
    • 使用地址校验工具: 使用在线或离线的地址校验工具来验证地址的有效性。
    • 进行小额测试转账: 在进行大额转账之前,先进行一笔小额测试转账,确保地址正确。
    • 使用多重签名: 对于重要的交易,可以使用多重签名机制,需要多个授权才能完成交易,降低单点故障风险。

部署智能合约

部署智能合约需要先将合约代码编译成字节码,然后使用 Web3.js 库创建一个合约实例,并通过发送交易将合约部署到区块链上。 web3.eth.Contract 对象是与已部署或待部署合约交互的关键接口,而 deploy() 方法则负责将合约部署到链上。

我们以一个简单的 Solidity 合约为例:

solidity pragma solidity ^0.8.0;

contract SimpleStorage { uint256 public storedData;

    constructor(uint256 initialValue) {
        storedData = initialValue;
    }

    function set(uint256 x) public {
        storedData = x;
    }

    function get() public view returns (uint256) {
        return storedData;
    }

}

将这段代码保存为 SimpleStorage.sol 文件。

接下来,使用 Solidity 编译器(例如 solc)将 SimpleStorage.sol 编译成 ABI 和字节码。 ABI (Application Binary Interface) 描述了合约的接口,允许外部应用与合约进行交互。字节码则是合约的机器码,将被部署到区块链上。

bash solc --abi SimpleStorage.sol --output-dir ./output --overwrite solc --bin SimpleStorage.sol --output-dir ./output --overwrite

执行上述命令后,会在 ./output 目录下生成 SimpleStorage.abi SimpleStorage.bin 两个文件,分别存储 ABI 和字节码。

现在,可以使用 Web3.js 部署合约。 部署过程涉及几个关键步骤:连接到以太坊节点,设置发送者账户,读取 ABI 和字节码,创建合约对象,以及发送部署交易。

javascript const fs = require('fs'); const Web3 = require('web3');

// 替换为你的以太坊节点 URL,例如 Infura 或 Ganache。 const nodeUrl = 'YOUR_ETHEREUM_NODE_URL';

// 创建 Web3 实例 const web3 = new Web3(nodeUrl);

const senderAddress = 'YOUR_SENDER_ADDRESS'; // 替换为你的发送者账户地址,需要有足够的 ETH 来支付 Gas 费用。 const privateKey = 'YOUR_PRIVATE_KEY'; // 替换为你的私钥,请务必妥善保管私钥,避免泄露。

// 读取 ABI 和字节码 const abi = JSON.parse(fs.readFileSync('./output/SimpleStorage.abi', 'utf8')); const bytecode = fs.readFileSync('./output/SimpleStorage.bin', 'utf8');

// 创建合约对象 const contract = new web3.eth.Contract(abi);

// 部署合约。 首先获取发送账户的 nonce 值,nonce 是一个计数器,用于防止重放攻击。 然后,构建部署交易,设置 Gas 限制和 Gas 价格。 使用私钥对交易进行签名,并将签名后的交易发送到区块链上。

web3.eth.getTransactionCount(senderAddress, 'pending') .then(nonce => { const deployTx = contract.deploy({ data: bytecode, arguments: [123] // 构造函数的参数,这里传递初始值为 123 });

        const deployOptions = {
            nonce: nonce,
            from: senderAddress,
            gas: 3000000, // Gas 限制,根据合约复杂度调整,确保足够支付部署费用
            gasPrice: web3.utils.toWei('10', 'gwei'), // Gas 价格,根据网络拥堵情况调整,越高交易越快被确认
            data: deployTx.encodeABI()
        };

        web3.eth.accounts.signTransaction(deployOptions, privateKey)
            .then(signedTransaction => {
                web3.eth.sendSignedTransaction(signedTransaction.rawTransaction)
                    .on('transactionHash', hash => {
                        console.log('Deployment Transaction Hash:', hash); // 交易哈希,用于在区块链浏览器上查询交易状态
                    })
                    .on('receipt', receipt => {
                        console.log('Contract Address:', receipt.contractAddress); // 合约地址,部署成功后合约在区块链上的唯一标识
                    })
                    .on('error', err => {
                        console.error('Deployment Error:', err); // 部署错误信息,可能是 Gas 不足、nonce 冲突等
                    });
            });
    })
    .catch(err => console.error('Error getting transaction count:', err));

请务必将 YOUR_ETHEREUM_NODE_URL YOUR_SENDER_ADDRESS YOUR_PRIVATE_KEY 替换为实际的值。 同时,请注意 Gas 限制和 Gas 价格的设置,确保交易能够被成功执行。 Gas 限制过低可能导致交易失败,Gas 价格过低可能导致交易长时间Pending。

调用智能合约

部署智能合约后,您可以使用 web3.eth.Contract 对象与合约进行交互,调用其定义的方法。 web3.eth.Contract 允许你通过合约的 ABI (Application Binary Interface) 与特定地址的合约实例进行交互。这种交互包括读取合约状态 (只读调用) 和执行状态改变操作 (需要发送交易)。

JavaScript 示例代码:

const Web3 = require('web3');

需要实例化 Web3 对象,连接到区块链网络。以下代码展示了如何连接到指定的以太坊节点。

//  替换为你的以太坊节点 URL,例如 Infura, Alchemy, 或本地节点
const nodeUrl = 'YOUR_ETHEREUM_NODE_URL';

// 创建 Web3 实例
const web3 = new Web3(nodeUrl);

接下来,需要定义与合约交互所需的信息,包括合约地址、发送者地址和私钥。请务必安全地管理您的私钥。

const contractAddress = 'YOUR_CONTRACT_ADDRESS';  // 替换为你的合约地址
const senderAddress = 'YOUR_SENDER_ADDRESS'; // 替换为你的发送者账户地址
const privateKey = 'YOUR_PRIVATE_KEY'; // 替换为你的私钥,注意安全

ABI(Application Binary Interface)是合约接口的 JSON 描述。它告诉 Web3 如何与合约进行交互。ABI 从编译的合约文件 (例如 SimpleStorage.abi ) 中获取。

// ABI(从编译的合约文件 SimpleStorage.abi 中获取)
const abi = [
  {
    "inputs": [
      {
        "internalType": "uint256",
        "name": "initialValue",
        "type": "uint256"
      }
    ],
    "stateMutability": "nonpayable",
    "type": "constructor"
  },
  {
    "inputs": [],
    "name": "get",
    "outputs": [
      {
        "internalType": "uint256",
        "name": "",
        "type": "uint256"
      }
    ],
    "stateMutability": "view",
    "type": "function",
    "constant": true
  },
  {
    "inputs": [
      {
        "internalType": "uint256",
        "name": "x",
        "type": "uint256"
      }
    ],
    "name": "set",
    "outputs": [],
    "stateMutability": "nonpayable",
    "type": "function"
  },
  {
    "inputs": [],
    "name": "storedData",
    "outputs": [
      {
        "internalType": "uint256",
        "name": "",
        "type": "uint256"
      }
    ],
    "stateMutability": "view",
    "type": "function",
    "constant": true
  }
];

使用 ABI 和合约地址创建合约实例。此实例将用于后续的合约方法调用。

// 创建合约实例
const contract = new web3.eth.Contract(abi, contractAddress);

get 方法是一个只读方法,用于获取合约的状态。调用 call() 方法执行只读调用,不需要消耗 gas。

// 调用 `get` 方法 (只读方法,不需要 gas)
contract.methods.get().call()
  .then(result => {
    console.log('Current value:', result);
  })
  .catch(err => console.error('Error calling get:', err));

set 方法用于修改合约的状态。调用此方法需要发送一个交易,并消耗 gas。交易需要被签名并发送到区块链网络。

// 调用 `set` 方法 (需要 gas)
const newValue = 456;
web3.eth.getTransactionCount(senderAddress, 'pending')
  .then(nonce => {
    const txObject = {
      nonce: nonce,
      from: senderAddress,
      gas: 100000, // 适当调整 gas limit
      gasPrice: web3.utils.toWei('1', 'gwei'), // 适当调整 gas price
      to: contractAddress,
      data: contract.methods.set(newValue).encodeABI()
    };

使用发送者的私钥对交易进行签名。签名后的交易可以安全地发送到区块链网络。

    web3.eth.accounts.signTransaction(txObject, privateKey)
      .then(signedTransaction => {
        web3.eth.sendSignedTransaction(signedTransaction.rawTransaction)
          .on('transactionHash', hash => {
            console.log('Set Transaction Hash:', hash);
          })
          .on('receipt', receipt => {
            console.log('Set Transaction Receipt:', receipt);
            // 再次调用 `get` 方法来验证更新
            contract.methods.get().call()
              .then(result => {
                console.log('New value:', result);
              })
              .catch(err => console.error('Error calling get after set:', err));

          })
          .on('error', err => {
            console.error('Set Transaction Error:', err);
          });
      });
  })
  .catch(err => console.error('Error getting transaction count:', err));

请务必将 YOUR_ETHEREUM_NODE_URL YOUR_CONTRACT_ADDRESS YOUR_SENDER_ADDRESS YOUR_PRIVATE_KEY 替换为实际的值。 请注意,私钥必须安全存储,不要泄露。 建议使用环境变量或密钥管理系统来存储私钥。 另外,gasLimit和gasPrice需要根据网络拥堵情况进行调整,避免交易失败或花费过多gas费。

本教程提供了一个使用 Web3.js 与柚子币区块链交互的基础指南。通过这些示例,你应该能够连接到柚子币节点,查询账户余额,发送柚子币,部署和调用智能合约。 请记住,安全地管理你的私钥至关重要。 永远不要在生产环境中暴露你的私钥。