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以太坊源码分析——下载、编译go-ethereum、搭建私有链
下载
$ git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git
编译
$ cd go-ethereum
$ make geth
将geth添加到环境变量vi ~/.bashrc
export GETH="$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum/build"
export PATH="$PATH:$GETH/bin"
然后执行source ~/.bashrc 使配置生效。
检查是否安装成功
geth --help
如果输出一些帮助提示命令,则安装成功。
搭建私有链并配置初始状态
运行以太坊私有链需要定义自己的创世块,创世块信息以JSON格式写入配置文件。 先将以下内容保存到一个JSON文件中,比如genesis.json
$ mkdir ~/privatechain
$ cd privatechain
$ mkdir data0
$ vi genesis.json
genesis.json 的代码
{
"config": {
"chainId": 10,
"homesteadBlock": 0,
"eip155Block": 0,
"eip158Block": 0
},
"alloc" : {},
"coinbase" : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"difficulty" : "0x20000",
"extraData" : "",
"gasLimit" : "0x2fefd8",
"nonce" : "0x0000000000000042",
"mixhash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"timestamp" : "0x00"
}
其中,chainID指定了独立的区块链网络ID。 连接到其他节点时将使用网络 ID。 以太坊公网网络ID为1,为了不与公链网络冲突,运行私链节点时必须指定自己的网络ID。 不同 ID 网络的节点不能相互连接。 配置文件还设置了当前挖矿难度difficulty、区块Gas消耗上限gasLimit等参数。
初始化:写入创世块
准备好创世块配置文件后,需要初始化区块链,将上述创世块信息写入区块链。 首先,创建一个新目录来存储区块链数据。 假设新建的数据目录为~/privatechain/data0,genesis.json存放在~/privatechain。 此时的目录结构应该是这样的:
privatechain
├── data0
└── genesis.json
执行初始化命令:
geth --datadir data0 init genesis.json
上面命令的主体是geth init,意思是初始化区块链。 该命令可以有选项和参数。 --datadir选项后面是一个目录名,这里是data0,表示指定的数据存放目录是data0,genesis.json是init命令的参数。
运行上述命令会读取genesis.json文件,并根据其内容将创世块写入区块链。 如果看到如下输出,则初始化成功。
INFO [01-29|21:21:13] Maximum peer count ETH=25 LES=0 total=25
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/chaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database nodes=0 size=0.00B time=358.89µs gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state database=chaindata hash=5e1fc7…d790e0
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/lightchaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database nodes=0 size=0.00B time=2.633µs gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state database=lightchaindata hash=5e1fc7…d790e0
初始化成功后,会在数据目录data0下生成geth和keystore两个文件夹。 此时目录结构如下:
privatechain
├── data0
│ ├── geth
│ │ ├── chaindata
│ │ │ ├── 000001.log
│ │ │ ├── CURRENT
│ │ │ ├── LOCK
│ │ │ ├── LOG
│ │ │ └── MANIFEST-000000
│ │ └── lightchaindata
│ │ ├── 000001.log
│ │ ├── CURRENT
│ │ ├── LOCK
│ │ ├── LOG
│ │ └── MANIFEST-000000
│ └── keystore
└── genesis.json
其中,区块数据存放在geth/chaindata,账户数据存放在keystore。
启动私有链节点
geth --datadir data0 --networkid 110 console
上面命令的主体是geth console,意思是启动节点,进入交互式控制台,--datadir选项指定使用data0作为数据目录,--networkid选项后面跟一个数字,这里为110,表示指定私链的network id为110,连接其他节点时会使用该network id。 以太坊公网network id为1,为了不和公链网络冲突,运行私链节点时必须指定自己的network id。
运行上述命令后,区块链节点启动以太坊下载安装,进入节点控制台:
...
Welcome to the Geth JavaScript console!
instance: Geth/v1.8.10-unstable-ccc0debb/darwin-amd64/go1.10.2
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
>
这是一个交互式 JavaScript 执行环境,可以在其中执行 JavaScript 代码以太坊下载安装,其中 > 是命令提示符。 在这个环境中,还内置了一些操作以太坊的JavaScript对象,可以直接使用这些对象。 这些对象主要包括:
控制台操作
进入以太坊Javascript控制台后,可以使用内置对象进行一些操作。 这些内置对象提供了丰富的功能,例如查看区块和交易、创建账户、挖矿、发送交易和部署智能合约。
常用的命令有:
创建账户
输入eth.accounts查询系统中的账户:
> eth.accounts
[]
显示为[],表示没有账号,然后使用personal.newAccount()创建账号:
> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"
Passphrase表示输入密码,Repeat passphrase表示输入确认密码
重新创建一个帐户
> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"
查看刚刚创建的用户:
> eth.accounts
["0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"]
账号默认会保存在data目录的data0/keystore文件夹下。可以查看里面的文件
{
"address": "fb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
"crypto": {
"cipher": "aes-128-ctr",
"ciphertext": "0efae4f94134172b785f1f635be8e70342bf31e1e0ecad21d672594f09ccf572",
"cipherparams": {
"iv": "37f4f3fa2cf070b70e3eb668fad6f46f"
},
"kdf": "scrypt",
"kdfparams": {
"dklen": 32,
"n": 262144,
"p": 1,
"r": 8,
"salt": "1cdd1cf97fb882c3d3e734223668b47c888170e795346e11d0f521a71fe3aa2a"
},
"mac": "902a29db25a3a35a2568b04b30a8194201f07ab37c96ed1fe9af932fc1d38be0"
},
"id": "ecd5beb2-8261-4207-8eff-2fa34678d064",
"version": 3
}
查看账户余额
可以通过eth.getBalance()查看账户余额
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
目前两个账户的以太币余额为0,要使账户有余额,可以从其他账户转账,或者通过挖矿获得以太币奖励。
开始和停止挖矿
通过 miner.start() 开始挖矿
> miner.start(3)
start参数表示用于挖矿的线程数。 第一次开始挖矿,首先会生成挖矿所需的DAG文件。 这个过程有点慢。 进度达到100%后开始挖矿,屏幕上会刷新挖矿信息。
停止挖矿,在控制台输入:
miner.stop()
挖出一个区块将奖励5 ETH,挖矿获得的奖励将进入矿工账户。 这个账户叫做 coinbase。 默认情况下,coinbase 是本地账户中的第一个账户:
> eth.coinbase
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"
您可以通过 miner.setEtherbase() 将其他账户设置为 coinbase
> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"
重启挖矿,查看eth.accounts[1]是否能拿到ether
> miner.start(3)
//等待几秒后
> miner.stop()
查询账户余额:
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
280000000000000000000
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
210000000000000000000
发现0号账户和1号账户都有Ether,说明miner.setEtherbase()设置成功。
getBalance()返回值的单位是wei,是ether的最小单位,1 ether = 10的wei的18次方。 要查看您有多少以太币,您可以使用 web3.fromWei() 将返回值转换为以太币:
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
280
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210
发送交易
我们从账户0转10个ETH到账户1,账户0必须解锁后才能发起交易:
> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d
Passphrase:
true
发起交易
> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [05-29|22:37:32] Submitted transaction fullhash=0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2 recipient=0xc6b5702B15a3794374e28f41F36e1E8dBDd564DF
"0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2"
查询账户1的余额:
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210
发现账户余额没有变化。 此时,交易已经提交到区块链,但还没有被处理。 这个可以使用txpool.status命令查看本地交易池中有一笔待确认的交易:
> txpool.status
{
pending: 1,
queued: 0
}
其中有一个pending transaction,意思是已经提交但是还没有处理的交易。
处理交易需要挖矿。 这里开始挖矿,等待挖出一个区块后停止挖矿:
>miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop()
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
225.000378
发现账户收到了账户的钱,又多了5个以太币。 实际上,多出来的 5 个以太币就是挖矿奖励。
查看交易和区块
查看当前区块总数:
> eth.blockNumber
99
按块号查看块:
> eth.getBlock(6)
{
difficulty: 131328,
extraData: "0xd98301080a846765746888676f312e31302e328664617277696e",
gasLimit: 3160033,
gasUsed: 0,
hash: "0x9679d0dc01045c3d15cbf29241ae1cd6de2e5661d3387c0980f6397e3fd9ed2c",
logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
miner: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
mixHash: "0x05c369134eac2cb6227860b4ed11527b11825af3541712c5704914576c37c0a0",
nonce: "0x00168a9831624417",
number: 6,
parentHash: "0xad68f0a581cf2144b8a05190b6310c7a9d945d9c338fd16b4708651b8813ad8b",
receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
size: 537,
stateRoot: "0xfaa0a4ffe160a2937b967f9780ae0de51a465bcce6a3f6f3aa24b903df3d44a0",
timestamp: 1527602736,
totalDifficulty: 918144,
transactions: [],
transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
uncles: []
}
通过交易哈希查看交易(哈希值包含在上述交易返回值中):
eth.getTransaction("0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2")
{
blockHash: "0xbe60f7ccddcb7cab39a7b932c0d89d37ac13ae14521cfdcb8ac359a5b6773655",
blockNumber: 99,
from: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
gas: 90000,
gasPrice: 18000000000,
hash: "0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2",
input: "0x",
nonce: 0,
r: "0x8da41e865d399fc4d8f813a39116e486db7658a04ea1f89ca0b7f44c02dd3c57",
s: "0x15edd22404460cfc5e86c9735774a02aad024bc8c369ec531e4485f1012cbcf6",
to: "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df",
transactionIndex: 0,
v: "0x37",
value: 10000000000000000000
}