java工程師如何用spring boot和web3j構(gòu)建以太坊區(qū)塊鏈應(yīng)用

java工程師如何用spring boot和web3j構(gòu)建以太坊區(qū)塊鏈應(yīng)用，很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來(lái)學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

區(qū)塊鏈最近IT世界的流行語(yǔ)之一。這項(xiàng)有關(guān)數(shù)字加密貨幣的技術(shù)，并與比特幣一起構(gòu)成了這個(gè)熱門(mén)的流行趨勢(shì)。它是去中心化的，不可變的分塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是可以安全連接和使用的密碼算法。在這種結(jié)構(gòu)中的每一區(qū)塊通常包含前一個(gè)區(qū)塊的加密哈希，一個(gè)時(shí)間戳，和交易數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈?zhǔn)屈c(diǎn)對(duì)點(diǎn)管理網(wǎng)絡(luò)的，并在加入每一個(gè)新的塊之前進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間通信的驗(yàn)證。這是關(guān)于區(qū)塊鏈的部分理論。簡(jiǎn)而言之，這是一種技術(shù)，它允許我們使用一個(gè)去中心化的方式管理雙方的交易?，F(xiàn)在，問(wèn)題是我們?nèi)绾卧谖覀兊南到y(tǒng)中實(shí)現(xiàn)它。

于是以太坊來(lái)了。這是一個(gè)Vitarik Buterin提供的去中心化的平臺(tái)，可以通過(guò)腳本語(yǔ)言創(chuàng)建開(kāi)發(fā)應(yīng)用。它的想法是從比特幣獲得的，并由新的叫Ether即以太坊幣的加密數(shù)字幣驅(qū)動(dòng)。今天，以太幣是繼比特幣之后的第二大加密數(shù)字貨幣。以太坊技術(shù)的核心是EVM（以太坊虛擬機(jī)），它可以被視為類(lèi)似于Java虛擬機(jī)，而且用一種完全去中心化的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)?；趈ava世界實(shí)現(xiàn)以太坊交易我們使用web3j庫(kù)。這是一個(gè)輕量級(jí)的、響應(yīng)式、類(lèi)型安全的java和Android庫(kù)結(jié)合了以太坊區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)。

1.本地運(yùn)行

雖然有許多針對(duì)區(qū)塊鏈文章，但以太坊相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容中不容易找到一個(gè)解決方案描述如何準(zhǔn)備在本地機(jī)器使用實(shí)例運(yùn)行以太坊。值得一提的是，一般有兩種最基本的客戶端可以使用：Geth和Parity。原來(lái)，我們可以很容易地在本地使用Docker容器運(yùn)行節(jié)點(diǎn)。默認(rèn)情況下，連接節(jié)點(diǎn)的以太坊主網(wǎng)絡(luò)（公有鏈）。或者，你可以將它連接到測(cè)試網(wǎng)絡(luò)或Rinkeby網(wǎng)絡(luò)。但開(kāi)始最好的選擇就是運(yùn)行在設(shè)置了開(kāi)發(fā)參數(shù)(--dev)的開(kāi)發(fā)模式下，并在Docker容器中運(yùn)行命令。

下面的命令啟動(dòng)Docker容器開(kāi)發(fā)模式在端口8545調(diào)用以太坊RPC API。

$ docker run -d --name ethereum -p 8545:8545 -p 30303:30303 ethereum/client-go --rpc --rpcaddr "0.0.0.0" --rpcapi="db,eth,net,web3,personal" --rpccorsdomain "*" --dev

在開(kāi)發(fā)模式中運(yùn)行該容器時(shí)，一個(gè)非常好的消息是，在默認(rèn)的測(cè)試帳戶上有大量的Ether。在這種情況下，你不必挖掘任何Ether，便能夠開(kāi)始測(cè)試。超級(jí)棒！現(xiàn)在，讓我們創(chuàng)建一些其他的測(cè)試帳號(hào)，并做一些檢查。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們需要在容器內(nèi)部運(yùn)行Geth的交互式JavaScript控制臺(tái)。

$ docker exec -it ethereum geth attach ipc:/tmp/geth.ipc

2.以太坊節(jié)點(diǎn)使用JavaScript控制臺(tái)管理

運(yùn)行JavaScript控制臺(tái)可以方便顯示默認(rèn)帳戶（Coinbase），所有可用的賬戶及其余額清單。這里的屏幕顯示我的以太坊結(jié)果。

現(xiàn)在，我們必須創(chuàng)建一些測(cè)試帳號(hào)。我們可以通過(guò)調(diào)用personal.newAccount(password)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在創(chuàng)建必需的帳戶之后，我們可以使用JavaScript控制臺(tái)執(zhí)行一些測(cè)試交易，并將一些資金從基礎(chǔ)帳戶轉(zhuǎn)移到新創(chuàng)建的帳戶。下面是用于創(chuàng)建帳戶和執(zhí)行交易的命令。

3.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

我們的demo系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。不用想復(fù)雜的事情，只是告訴大家如何發(fā)送交易到geth節(jié)點(diǎn)和接收交易收據(jù)。而transaction-service發(fā)送新交易到以太坊節(jié)點(diǎn)，bonus-service節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)傳入的交易。然后每10筆交易發(fā)送者的帳戶收到一次獎(jiǎng)金（bonus）。這里的圖表說(shuō)明了一個(gè)我們的demo的系統(tǒng)架構(gòu)。

4.spring boot應(yīng)用程序使用web3j

我想現(xiàn)在我們清楚了我們到底想做什么。所以，讓我們來(lái)進(jìn)行實(shí)施。首先，我們應(yīng)該包括所有必需的依賴項(xiàng)，以便能夠在Spring boot應(yīng)用程序中使用web3j庫(kù)。幸運(yùn)的是，有一個(gè)starter可以使用。

<dependency>
    <groupId>org.web3j</groupId>
    <artifactId>web3j-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.6.0</version>
</dependency>

因?yàn)槲覀冊(cè)贒ocker容器運(yùn)行以太坊客戶端需要改變客戶端的自動(dòng)默認(rèn)配置的web3j的調(diào)用地址。

spring:
  application:
    name: transaction-service
server:
  port: ${PORT:8090}
web3j:
  client-address: http://192.168.99.100:8545

5.構(gòu)建應(yīng)用

如果我們將web3j starter包含到項(xiàng)目依賴項(xiàng)中，需要的是自動(dòng)裝載web3j bean。web3j負(fù)責(zé)向Geth客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送交易。它用交易哈希接收響應(yīng)，不管是節(jié)點(diǎn)接受或由于錯(cuò)誤被拒絕。在創(chuàng)建交易對(duì)象時(shí)，重要的是將gas限制最小值設(shè)置為21000。如果發(fā)送較低的值，則可能會(huì)收到錯(cuò)誤信息：intrinsic gas too low。

@Service
public class BlockchainService {
 
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(BlockchainService.class);
 
    @Autowired
    Web3j web3j;
 
    public BlockchainTransaction process(BlockchainTransaction trx) throws IOException {
        EthAccounts accounts = web3j.ethAccounts().send();
        EthGetTransactionCount transactionCount = web3j.ethGetTransactionCount(accounts.getAccounts().get(trx.getFromId()), DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
        Transaction transaction = Transaction.createEtherTransaction(accounts.getAccounts().get(trx.getFromId()), transactionCount.getTransactionCount(), BigInteger.valueOf(trx.getValue()), BigInteger.valueOf(21_000), accounts.getAccounts().get(trx.getToId()),BigInteger.valueOf(trx.getValue()));
        EthSendTransaction response = web3j.ethSendTransaction(transaction).send();
        if (response.getError() != null) {
            trx.setAccepted(false);
            return trx;
        }
        trx.setAccepted(true);
        String txHash = response.getTransactionHash();
        LOGGER.info("Tx hash: {}", txHash);
        trx.setId(txHash);
        EthGetTransactionReceipt receipt = web3j.ethGetTransactionReceipt(txHash).send();
        if (receipt.getTransactionReceipt().isPresent()) {
            LOGGER.info("Tx receipt: {}", receipt.getTransactionReceipt().get().getCumulativeGasUsed().intValue());
        }
        return trx;
    }
 
}

@Service從上面的代碼看由控制器調(diào)用。POST方法的需要BlockchainTransaction對(duì)象作為參數(shù)。你可以發(fā)送發(fā)件人ID，接收人ID和交易金額。發(fā)送者和接收者ID是通過(guò)eth.account[index]可查詢的。

@RestController
public class BlockchainController {
 
    @Autowired
    BlockchainService service;
 
    @PostMapping("/transaction")
    public BlockchainTransaction execute(@RequestBody BlockchainTransaction transaction) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException, InvalidAlgorithmParameterException, CipherException, IOException {
        return service.process(transaction);
    }
 
}

你可以用下面的命令調(diào)用POST方法發(fā)送測(cè)試交易。

在發(fā)送任何交易之前，你應(yīng)該解鎖發(fā)送人帳戶。

$ curl --header "Content-Type: application/json" --request POST --data '{"fromId":2,"toId":1,"value":3}' http://localhost:8090/transaction

應(yīng)用程序bonus-service監(jiān)聽(tīng)由以太坊節(jié)點(diǎn)處理的交易。它通過(guò)調(diào)用web3j.transactionObservable().subscribe(...)方法從web3j庫(kù)訂閱通知消息。它將從該地址每10個(gè)交易返回后，發(fā)送一次到發(fā)送者的帳戶。下面是bonus-service中可監(jiān)聽(tīng)方法的實(shí)現(xiàn)。

@Autowired
Web3j web3j;
 
@PostConstruct
public void listen() {
    Subscription subscription = web3j.transactionObservable().subscribe(tx -> {
        LOGGER.info("New tx: id={}, block={}, from={}, to={}, value={}", tx.getHash(), tx.getBlockHash(), tx.getFrom(), tx.getTo(), tx.getValue().intValue());
        try {
            EthCoinbase coinbase = web3j.ethCoinbase().send();
            EthGetTransactionCount transactionCount = web3j.ethGetTransactionCount(tx.getFrom(), DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
            LOGGER.info("Tx count: {}", transactionCount.getTransactionCount().intValue());
            if (transactionCount.getTransactionCount().intValue() % 10 == 0) {
                EthGetTransactionCount tc = web3j.ethGetTransactionCount(coinbase.getAddress(), DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
                Transaction transaction = Transaction.createEtherTransaction(coinbase.getAddress(), tc.getTransactionCount(), tx.getValue(), BigInteger.valueOf(21_000), tx.getFrom(), tx.getValue());
                web3j.ethSendTransaction(transaction).send();
            }
        } catch (IOException e) {
            LOGGER.error("Error getting transactions", e);
        }
    });
    LOGGER.info("Subscribed");

區(qū)塊鏈和數(shù)字貨幣不是容易開(kāi)始的話題。通過(guò)提供完整的腳本語(yǔ)言，以太坊簡(jiǎn)化了使用區(qū)塊鏈進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的難度。使用web3j、spring boot和以太坊geth客戶端的docker容器鏡像，可以快速啟動(dòng)解決方案，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)的本地開(kāi)發(fā)。

如果你想進(jìn)行本地開(kāi)發(fā)時(shí)clone我的庫(kù)，可以在github上下載源代碼。

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