以太坊本地開發環境搭建

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。

本文所搭建的環境是在 Mac 上的開發環境，其他動作系統上與此非常相似，依然有參考價值。

作為一枚區塊鏈開發工程師，本地的開發環境是必不可少的。我們首先看看需要哪些工具：

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

這些工具的安裝在官方文檔上都有非常詳細的講解，這邊就不多贅述了。

目錄結構

下文中的檔案均已該目錄為當前路徑。

先建立好如下初始目錄，

.├── data└── genesis.json

• genesis.json：初始化私人鏈的設定檔。
• data：存放區塊鏈資料的目錄。

設定檔

以太坊支援自訂創世區塊，要運行私人鏈那麼就必須定義自己的創世區塊。創世區塊的資訊就寫在 genesis.json 中，內容如下：

{  "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：用來預設定帳號以及帳號的 ether 數量。因為私人鏈挖礦比較容易，所以我們不需要預設定帳號。比如，{"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產生的 hash。
• difficulty：設定當前區塊的難度，如果難度過大，cpu挖礦就很難，所以這邊設定的很小，不要跟自己過不去嘛。
• coinbase：預設挖礦的礦工帳號。
• timestamp：設定創世塊的時間戳記。
• parentHash：上一個區塊的hash值，因為是創世塊，所以值是0。
• extraData：附加資訊，隨便填。
• gasLimit：設定對GAS的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易資訊總和。因為我們是私人鏈，所以可以寫的大一些，方便開發測試。

初始化

接下來我們就需要將創世區塊的初始資訊寫入區塊鏈中，使用 geth init 命令。

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

大致會輸出如下資訊：

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

此時的目錄結構就變成如下：

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

其中 keystore 目錄用來儲存賬戶資訊，geth 目錄用來儲存區塊資訊。

啟動

讓我們接下來啟動私人鏈吧！

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

輸出如下即表示成功進入 geth 的控制台：

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> 

建立賬戶

先別急著去挖礦，我們得先建立一個賬戶，不然挖出的 ether 塞哪裡去呢！

ether 也就是我們說的以太幣（ETH）。

先來看看是否已存在賬戶了，

> eth.accounts[]

那我們建立兩個（用於後面賬戶間的轉賬示範），

> personal.newAccount()Passphrase:Repeat passphrase:"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"> personal.newAccount()Passphrase:Repeat passphrase:"0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"

現在我們就有兩個賬戶了，

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

多說一句，我們此時去看看 keystore 目錄，多出了兩個檔案，也就是我們剛才建立的兩個賬戶密鑰（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

這時候讓我們看看賬戶裡有沒有 ether，

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

挖礦

一開始大家的賬戶裡都沒有 ether，那麼都需要通過挖礦來擷取。使用 miner.start() 命令開啟挖礦，預設挖出的 ether 是存到 eth.coinbase 賬戶中的，也就是第一個賬戶。

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

如果我們想要把挖到的礦存入其他賬戶，可以這樣：

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

好了，我們開始挖吧~

> miner.start(1)> INFO [03-12|20:00:44] Commit new mining work                   number=1 txs=0 uncles=0 elapsed=513.188µsINFO [03-12|20:00:47] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=0 elapsed=1.668sINFO [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…4db568INFO [03-12|20:04:15]  mined potential block                  number=4 hash=81db99…4db568

出現小鎚頭的時候意味著你挖到了！

那麼我們先暫停挖礦，

> miner.stop()true

然後看看賬戶餘額，

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

不要被這個零的個數嚇到，這裡預設顯示的以 wei 為單位的，而 1 ether = 10^18 wei，所以我們轉換一下單位立馬就清晰了，

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

嗯，其實我們目前就挖了 85 個 ether~

轉賬

既然手頭有了錢，分點給好朋友吧！

記得在轉賬前把自己解鎖，類比銀行卡轉賬，你得先輸入密碼才能轉賬。

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])Unlock account 0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64aPassphrase: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"

我們可以看到目前只是向區塊鏈提交了這筆轉賬交易，誰來執行這筆交易呢？礦工

我們還是得開啟挖礦模式，把這筆轉賬交易執行掉。然後我們再來看看好朋友的賬戶裡面有多少 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，為了下載以太坊主網路的全節點資料，整整下了5天，然後卡在最後幾個區塊死活動不了，最後棄療。。。

這段磨人的經曆想想都心塞，不過後來用了 Ethfans 的星火節點計劃，匯入了超級節點，peers 一下子增多，下載確實快多了。說回正題，這次我們需要讓 Ethereum Wallet 連上我們的私人鏈，然後利用錢包的 UI 介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"

注意這裡的 --ipc 參數值是剛才項目裡面 data 目錄下的 geth.ipc，就是讓錢包串連上本地的私人鏈。

異常情況

挖礦異常

如果出現 miner.start() 直接返回 null 的情況，請先查看是否還未建立過賬戶。

如果之前有搭建過本地私人鏈，那麼請先將之前的 .ethash 目錄刪除，該目錄在當前登入使用者的家目錄下。

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 然後同步主網全節點，然後開發合約並部署。但是下載全節點的經曆實在是不想回想，沒日沒夜同步了好幾天還沒同步全（離當前最新區塊總是差那麼幾塊同步不了，當然後來是解決了）。後來請教技術群友告知了我可以使用 Remix + MetaMask 這種輕量級開發流程，確實方便很多，調試開發用基於瀏覽器的 Remix IDE，部署合約用基於瀏覽器外掛程式的 MetaMask。

但是有時候 Remix 載入很慢，而且這個解決方案沒網路就不行了（大部分都有 WIFI 可以連，但是有的時候真的是沒網路。。。）私人鏈挺好的解決了上述兩個困擾我的問題，而且在搭建和使用私人鏈的過程，就是一次比較完整的區塊鏈體驗~

歡迎關注公眾號：『位元扣』，與我一起探索區塊鏈的世界。