4.1　web3.js概述

web3.js提供了用于和geth通信的JavaScript API。它内部使用JSON-RPC与geth通信。web3.js还可以与所有种类的、支持JSON-RPC的以太坊节点通信。它把所有JSON- RPC API当作JavaScript API，也就是说，它不仅支持所有与以太坊相关的API，还支持与Whisper和Swarm相关的API。

随着不同项目的创建，我们会越来越了解web3.js。目前我们先来看一些最常用的web3.js API，然后使用web3.js创建一个所有权智能合约前端。

在写本书时，web3.js的最新版本是0.16.0。本章所述内容也是这个版本。

web3.js托管在https://github.com/ethereum/web3.js ，完整文档在https://github.com/ethereum/wiki/wiki/JavaScript-API 。

4.1.1　导入web3.js

为了在node.js中使用web3.js，可以在项目目录中运行npm install web3，且在源代码中可以使用“require（"web3"）；”导入它。

为了在客户端JavaScript使用web3.js，可以使web3.js文件入队，该文件可以在项目源代码的dist目录中找到。现在，Web3对象对全局可用。

4.1.2　连接至节点

web3.js可以与使用HTTP或者IPC的节点通信。我们将使用HTTP与节点建立通信。web3.js允许与多个节点建立连接。一个web3实例代表与节点的一个连接。该实例公开了API。

当在Mist中运行一个App时，它自动使一个连接到mist节点的web3实例可用。实例变量名是web3。

为了连接到节点所使用的基础代码如下：

首先，通过检查web3是否是undefined，来确定代码是否在Mist中运行。如果web3被定义了，则使用已经可用的实例；否则，通过连接至自定义节点创建一个实例。如果无论App是否在Mist中运行都连接到自定义节点，则从程序代码中删除if。这里假设自定义节点在8545端口本地运行。

Web3.providers对象使用多种协议显示构造函数（在此称为providers），以建立连接和传输信息。 Web3.providers.HttpProvider允许建立HTTP连接，Web3.providers.IpcProvider允许建立IPC连接。

web3.currentProvider属性被自动分配给当前的provider实例。在创建web3实例之后，可使用web3.setProvider（）方法改变provider。它有一个实参，即新provider的实例。

记住：geth默认禁用HTTP-RPC。所以在运行geth时通过--rpc选项以使用HTTP-RPC。HTTP-RPC默认在8545端口运行。

web3显示isConnected（）方法，可用于查询是否已经与节点连接。根据连接状态的不同，返回true或者false。

4.1.3　API结构

web3包含一个eth对象（web3.eth），专门用于以太坊区块链交互；还包含一个shh对象（web3.shh），用于whisper交互。web3.js的大部分API都在这两个对象中。

所有API都是默认同步的。如果想发出异步请求，可以把一个可选回调函数作为最后的参数传送给大多数函数。所有回调函数都采用错误优先（error-first）回调方式。

一些API对于异步请求采用别名。例如web3.eth.coinbase（）是同步的，web3.eth.getCoinbase（）是异步的。示例如下：

getBlock使用区块序号或者哈希值获取区块信息。或者，它可以使用一个字符串，例如"earliest"（创世区块）、"latest"（区块链最上面的区块）或者"pending"（正在挖的区块）。如果不传送实参，则默认是 web3.eth.defaultBlock，默认分配"latest"。

所有需要区块身份证明作为输入的API可以用序号、哈希值或者一个可读字符串作为输入。如果值未通过，则这些API默认使用web3.eth.defaultBlock。

4.1.4　BigNumber.js

JavaScript本质上对于正确处理大数字不在行。因此，需要处理大数字和进行完美计算的应用会使用BigNumber.js库。

web3.js还依赖于BigNumber.js，且自动进行加载。web3.js总是对序号值返回BigNumber对象。它可以用JavaScript数字、数字字符串和BigNumber实例作为输入，示例如下：

这里使用web3.eth.getBalance（）方法获取地址余额，该方法返回一个BigNumber对象。需要在BigNumber对象上调用toString（），把它转换成数字字符串。

BigNumber.js不能正确处理有超过20个浮点数位的大数字，因此推荐以wei为单位存储余额，在显示时再转换成其他单位。web3.js自身总是以wei为单位返回和调取余额。例如，getBalance（）方法以wei为单位返回该地址的余额。

4.1.5　单位转换

web3.js提供了把wei余额转换成任何其他单位和把任何其他单位余额转换成wei的API。

web3.fromWei（）方法用于将wei转换成其他单位，而web3.toWei（）方法用于将以其他单位表示的数字转化成以wei为单位的数字。示例如下：

第一行代码将wei转换为ether；第二行代码将ether转换为wei。方法中的第二个实参可以是以下字符串之一：

·kwei/ada

·mwei/babbage

·gwei/shannon

·szabo

·finney

·ether

·kether/grand/einstein

·mether

·gether

·tether

4.1.6　检索gas价格、余额和交易细节

让我们看看API如何检索gas价格、地址余额和交易信息：

上述方法的执行过程如下：

·web3.eth.gasPrice（）。由x个最新区块的gas价格中位数决定gas价格。

·web3.ethgetBalance（）。返回任何给定地址的余额。所有web3.js API哈希地址应当是十六进制的字符串，而不是十六进制的文字。solidity地址类型的输入也应当是十六进制的字符串。

·web3.eth.getTransactionReceipt（）。用于获取交易使用其哈希的细节。如果在区块链中发现交易，则返回交易收据对象；否则，返回null。交易收据对象包含下列属性：

·blockHash。该交易所在区块的哈希地址。

·blockNumber。该交易所在区块的序号。

·transactionHash。交易哈希。

·transactionIndex。区块中交易索引位置的整数部分。

·from。发起人地址。

·to。接收者地址；如果是合约创建交易，则为null。

·cumulativeGasUsed。在区块中执行该交易时使用的gas总量。

·gasUsed。这个特定交易独自使用的gas量。

·contractAddress。如果交易是合约创建，表示被创建的合约地址；否则，为null。

·logs。该交易生成的日志对象数组。

4.1.7　发送以太币

让我们看看如何向任意地址发送以太币。为了发送以太币，需要使用 web3.eth.sendTransaction（）方法。该方法可用于发送任意种类的交易，但主要用于发送以太币，原因是使用这种方法部署合约或者调用合约方法比较麻烦——它要求生成交易数据而不是自动生成交易数据。该方法的交易对象包含下列属性：

·from。发送账户的地址。如未标明，使用web3.eth.defaultAccount属性。

·to。可选项。信息目的地的地址，对于合约创建交易，该项未定义。

·value。可选项。通常在转账中单位为wei（在合约创建交易情况下，作为合约的资金注入，单位也是wei）。

·gas。可选项。交易使用的gas量（未使用的gas被退回）。如果不提供，则自动决定该项。

·gasPrice。可选项。交易中以wei为单位的gas价格，默认为网络平均gas价格。

·data。可选项。它或者是包含信息相关数据的字节字符串，或者是初始代码（在合约创建交易情况下）。

·nonce。可选项。它是个整数。每一个交易都有一个相关计数nonce。该数字表示交易发起人发送的交易数量。如果未提供nonce，则自动确定。它的作用是防止重播攻击。nonce不是与挖区块相关的那个随机数。如果使用的nonce大于交易应当有的nonce，则交易被放入一个队列直到其他交易数量到达。例如，如果下一个交易的nonce应该是4，而nonce被设为10，则geth在广播这个交易之前将等待之间的6个交易。nonce为10的交易称为排队交易，而不是待定交易。

向一个地址发送以太币的示例如下：

这里从账户0向账户1发送一个以太币。在运行geth时，确保使用unlock选项解锁两个账户。在geth交互接口上，提示输入密码，但是如果账户被锁定，交互接口以外的web3.js API将返回error。这个方法返回交易哈希。然后可以使用getTransactionReceipt（）方法检查是否挖出了交易。

还可以用web3.personal.listAccounts（）、web3.personal.unlockAccount（addr，pwd）和web3.personal.newAccount（pwd）实时管理账户。

4.1.8　处理合约

让我们学习如何部署一个新合约、如何使用一个已部署合约的地址获取其引用、如何向合约发送以太币、如何发送交易以调用合约的函数（方法），以及如何估算一个函数调用的gas。

若要部署一个新合约或者获取一个已部署合约的引用，首先需要使用web3.eth.contract（）方法创建一个合约对象。该方法以合约ABI作为一个实参，并返回合约对象。

创建合约对象的代码如下：

有了合约之后，可以使用合约对象的新方法部署它，或者使用at方法获取与ABI匹配的、一个已部署合约的引用。

部署合约的示例如下：

其中，new方法的调用是异步的，所以如果成功创建和广播交易，回调函数将被调用两次。第一次，广播交易之后调用它；第二次，挖出交易之后调用它。如果不提供回调函数，则proof变量的address属性被设成undefined。挖出交易之后，address属性将被设置。

在proof合约中，没有构造函数，但是如果有构造函数，则构造函数实参应当放在new方法的开头。传送的对象包含 from地址、合约字节码和使用的gas上限。这三个属性必须存在，否则无法创建交易。该对象可以有被传送给sendTransaction方法的对象所展示的属性，但是这里，data是合约字节码，且to属性被忽略。

可以用at方法引用一个已经部署的合约。相关代码如下：

现在让我们看看如何发送交易以调用合约方法。相关代码如下：

这里调用方法同名对象的sendTransaction方法。被传送给这个sendTransaction方法的对象属性与web3.eth.sendTransaction（）相同，只是data和to属性被忽略了。

如果想调用节点本地的方法，而非创建交易并广播，则可使用call而非sendTransaction。示例如下：

有时必须发现找到调用方法所需的gas，这样可以决定是否调用。web3.eth.estimateGas可用于此目的。然而，直接使用web3.eth.estimateGas（）要求生成交易，因此可以使用方法同名对象的estimateGas（）方法。示例如下：

如果只想发送一些以太币到合约，而不调用任何方法，则可以使用web3.eth.sendTransaction方法。

4.1.9　检索和监听合约事件

现在让我们看看如何监听一个合约事件。监听事件很重要，因为通过交易调用方法的结果通常是以触发事件的形式返回的。

在了解如何检索和监听事件之前，我们需要学习事件的索引参数。一个事件最多有三个参数可以有被索引（indexed）属性。该属性用于提示节点对它进行索引，这样应用客户端可以用匹配返回值来检索事件。如果不使用indexed属性，则必须检索所有事件，并筛选出需要的那些事件。例如，可以这样编写 logFileAddedStatus事件：

下面是给出了监听合约事件的一个示例：

上述代码的执行过程如下：

1）调用一个合约实例的事件同名的方法获取事件对象。该方法用两个对象作为实参，用于筛选事件：

·第一个对象用索引返回数值筛选事件。例如，{'valueA'：1，'valueB'：[myFirstAddress，mySecondAddress]}。所有筛选数值都默认设置为null。这意味着它们将匹配该合约发出的任意类型事件。

·第二个对象可以包含三个属性，即fromBlock（搜索起始区块，默认为"latest"）、toBlock（搜索截至区块，默认为"latest"）和address（仅获取日志的地址列表；默认为合约地址）。

2）事件对象显示三种方法：get、watch和stopWatching。get用于获取区块范围内的所有事件。watch与get类似，但是它在获取事件后还监听变化。stopWatching可以用于停止监听变化。

3）合约实例的allEvents方法用于检索合约的所有事件。

4）每一个事件由一个包含下列属性的对象代表。

·args。一个带有来自事件的实参的对象。

·event。用一个字符串表示事件名。

·logIndex。用一个整数表示区块中的日志索引位置。

·transactionIndex。用一个整数表示日志最初的交易索引位置。

·transactionHash。用一个字符串表示日志最初的交易哈希。

·address。用一个字符串表示日志最初的地址。

·blockHash。用一个字符串表示日志所在区块的哈希。如待定，则为null。

·blockNumber。日志所在区块的序号。如待定，则为null。

web3.js提供web3.eth.filter API以检索和监听事件。用户可以使用这个API，但是处理事件的Event方法更简便。要想学习更多内容，请访问https://github.com/ethereum/wiki/wiki/JavaScript-API#web3ethfilter 。

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