搭建以太坊本地開發環境

本文所搭建的環境是在 Mac 上的開發環境，其餘操做系統上與此很是類似，依然有參考價值。

做爲一枚區塊鏈開發工程師，本地的開發環境是必不可少的。咱們首先看看須要哪些工具：

1. go-ethereum
2. solc
3. Ethereum Wallet

這些工具的安裝在官方文檔上都有很是詳細的講解，這邊就很少贅述了。

目錄結構

下文中的文件均已該目錄爲當前路徑。

先新建好以下初始目錄，

.
├── data
└── genesis.json

• genesis.json：初始化私有鏈的配置文件。
• data：存放區塊鏈數據的目錄。

配置文件

以太坊支持自定義創世區塊，要運行私有鏈那麼就必須定義本身的創世區塊。創世區塊的信息就寫在 genesis.json 中，內容以下：

{
  "config": {
    "chainId": 15,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "alloc": {},
  "nonce": "0x0000000000000042",
  "difficulty": "0x020000",
  "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp": "0x00",
  "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
  "gasLimit": "0x4c4b40"
}

大概解釋下其中的幾個參數：

• alloc：用來預設置帳號以及帳號的 ether 數量。由於私有鏈挖礦比較容易，因此咱們不須要預設置帳號。好比，{"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a":{"balance":"100000000000000000000000000000"}}
• nonce：一個64位隨機數，用於挖礦。
• mixhash：和 nonce 配合用於挖礦，由上一個區塊的一部分生成的 hash。
• difficulty：設置當前區塊的難度，若是難度過大，cpu挖礦就很難，因此這邊設置的很小，不要跟本身過不去嘛。
• coinbase：默認挖礦的礦工帳號。
• timestamp：設置創世塊的時間戳。
• parentHash：上一個區塊的hash值，由於是創世塊，因此值是0。
• extraData：附加信息，隨便填。
• gasLimit：設置對GAS的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易信息總和。由於咱們是私有鏈，因此能夠寫的大一些，方便開發測試。

初始化

接下來咱們就須要將創世區塊的初始信息寫入區塊鏈中，使用 geth init 命令。

# geth --datadir "./data" --networkid 31415926 --rpc --rpccorsdomain "*" init ./genesis.json

大體會輸出以下信息：

INFO [03-12|19:36:02] Allocated cache and file handles
INFO [03-12|19:36:02] Writing custom genesis block
INFO [03-12|19:36:02] Persisted trie from memory database
INFO [03-12|19:36:02] Successfully wrote genesis state

此時的目錄結構就變成以下：

.
├── data
│  ├── geth
│  │  ├── chaindata
│  │  │  ├── 000001.log
│  │  │  ├── CURRENT
│  │  │  ├── LOCK
│  │  │  ├── LOG
│  │  │  └── MANIFEST-000000
│  │  └── lightchaindata
│  │      ├── 000001.log
│  │      ├── CURRENT
│  │      ├── LOCK
│  │      ├── LOG
│  │      └── MANIFEST-000000
│  └── keystore
└── genesis.json

其中 keystore 目錄用來保存帳戶信息，geth 目錄用來保存區塊信息。

啓動

讓咱們接下來啓動私有鏈吧！

# geth --datadir data --networkid 31415926 --rpc --rpccorsdomain "*" --nodiscover console

輸出以下即表示成功進入 geth 的控制檯：

Welcome to the Geth JavaScript console!

instance: Geth/v1.8.2-stable/darwin-amd64/go1.10
 modules: admin:1.0 debug:1.0 eth:1.0 miner:1.0 net:1.0 personal:1.0 rpc:1.0 txpool:1.0 web3:1.0

>

建立帳戶

先別急着去挖礦，咱們得先建立一個帳戶，否則挖出的 ether 塞哪裏去呢！

ether 也就是咱們說的以太幣（ETH）。

先來看看是否已存在帳戶了，

> eth.accounts
[]

那咱們新建兩個（用於後面帳戶間的轉帳演示），

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"

如今咱們就有兩個帳戶了，

> eth.accounts
["0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a", "0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"]

多說一句，咱們此時去看看 keystore 目錄，多出了兩個文件，也就是咱們剛纔建立的兩個帳戶密鑰（丟了它，你就等於丟了幣）

.
├── UTC--2018-03-12T11-46-09.722094891Z--880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a
└── UTC--2018-03-12T11-48-04.771328116Z--29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523

這時候讓咱們看看帳戶裏有沒有 ether，

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0

挖礦

一開始你們的帳戶裏都沒有 ether，那麼都須要經過挖礦來獲取。使用 miner.start() 命令開啓挖礦，默認挖出的 ether 是存到 eth.coinbase 帳戶中的，也就是第一個帳戶。

> eth.coinbase
INFO [03-12|19:55:13] Etherbase automatically configured       address=0x880004Bb64282fb01A3A2500DDF1F4bB5AD4b64A
"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"

若是咱們想要把挖到的礦存入其餘帳戶，能夠這樣：

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true

好了，咱們開始挖吧~

> miner.start(1)
> INFO [03-12|20:00:44] Commit new mining work                   number=1 txs=0 uncles=0 elapsed=513.188µs
INFO [03-12|20:00:47] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=0 elapsed=1.668s
INFO [03-12|20:00:49] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=1 elapsed=3.368s

等到 percentage 達到100就能挖出來了，請耐心等待~

INFO [03-12|20:04:15] Successfully sealed new block            number=4 hash=81db99…4db568
INFO [03-12|20:04:15] 🔨 mined potential block                  number=4 hash=81db99…4db568

出現小錘頭的時候意味着你挖到了！

那麼咱們先暫停挖礦，

> miner.stop()
true

而後看看帳戶餘額，

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
85000000000000000000

不要被這個零的個數嚇到，這裏默認顯示的以 wei 爲單位的，而 1 ether = 10^18 wei，因此咱們轉換一下單位立馬就清晰了，

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]), 'ether')
85

嗯，其實咱們目前就挖了 85 個 ether~

轉帳

既然手頭有了錢，分點給好朋友吧！

記得在轉帳前把本身解鎖，類比銀行卡轉帳，你得先輸入密碼才能轉帳。

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a
Passphrase:
true

我決定轉給好朋友 8 個 ether！

> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:web3.toWei(8,'ether')})
INFO [03-12|20:24:15] Submitted transaction                    fullhash=0x996a3037b75585415ece5b1dc28181833691760176b3f24066c93e7093a967e5 recipient=0x29a079BdbC6D4d122178FBe01558E5DF2D008523
"0x996a3037b75585415ece5b1dc28181833691760176b3f24066c93e7093a967e5"

咱們能夠看到目前只是向區塊鏈提交了這筆轉帳交易，誰來執行這筆交易呢？礦工

咱們仍是得開啓挖礦模式，把這筆轉帳交易執行掉。而後咱們再來看看好朋友的帳戶裏面有多少 ether 了，

> eth.getBalance(eth.accounts[1])
8000000000000000000

以太坊錢包

遙想當初第一次安裝以太坊錢包的時候，爲了下載以太坊主網絡的全節點數據，整整下了5天，而後卡在最後幾個區塊死活動不了，最後棄療。。。

這段磨人的經歷想一想都心塞，不事後來用了 Ethfans 的星火節點計劃，導入了超級節點，peers 一會兒增多，下載確實快多了。說回正題，此次咱們須要讓 Ethereum Wallet 連上咱們的私有鏈，而後利用錢包的 UI 界面快速開發部署智能合約。

/Applications/Ethereum\ Wallet.app/Contents/MacOS/Ethereum\ Wallet --rpc "/path/to/data/geth.ipc"

注意這裏的 --ipc 參數值是剛纔項目裏面 data 目錄下的 geth.ipc，就是讓錢包鏈接上本地的私有鏈。

異常狀況

挖礦異常

若是出現 miner.start() 直接返回 null 的狀況，請先查看是否還未建立過帳戶。

若是以前有搭建過本地私有鏈，那麼請先將以前的 .ethash 目錄刪除，該目錄在當前登陸用戶的家目錄下。

總結

筆者一開始是選擇最簡單的開發流程去實踐的：下載官方的 Ethereum Wallet 而後同步主網全節點，而後開發合約並部署。可是下載全節點的經歷實在是不想回想，沒日沒夜同步了好幾天還沒同步全（離當前最新區塊老是差那麼幾塊同步不了，固然後來是解決了）。後來請教技術羣友告知了我可使用 Remix + MetaMask 這種輕量級開發流程，確實方便不少，調試開發用基於瀏覽器的 Remix IDE，部署合約用基於瀏覽器插件的 MetaMask。

可是有時候 Remix 加載很慢，並且這個解決方案沒網絡就不行了（大部分都有 WIFI 能夠連，可是有的時候真的是沒網絡。。。）私有鏈挺好的解決了上述兩個困擾個人問題，並且在搭建和使用私有鏈的過程，就是一次比較完整的區塊鏈體驗~

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