EOS入门指南PART6——别忙着开发,先来看看智能合约数据是怎么存的
上一章我们学习了开发智能合约之前需要知道的必要概念:
- 什么是webAssembly以及它在智能合约上下游中的位置;
- 什么是ABI以及怎样使用eosiocpp工具产生ABI和wasm、wast
hello
智能合约的简单入门:部署和调用如果说智能合约开发是一个锁着门的图书馆,那么之前的学习就是钥匙。现在我们终于可以拿着钥匙打开大门,走进去一探究竟。
摘要
说到智能合约开发,大家首先想到的肯定是写代码、像solidity开发一样教语法。EOS的智能合约是用C++写的,基本语法大家可以去买本C++的书;这一篇主要介绍EOS智能合约的数据存储,为大家扫清智能合约开发道路上的最后一道障碍。
什么是RAM
之前我们在学习如何在主网创建账户
时,曾经接触到RAM
的概念。我们不能像操作以太坊那样,凭空生成一个地址作为自己的账户,而是要先有一个账户,再去创建另一个账户。其中就涉及到一个关于RAM很关键的知识点:创建账户需要消耗RAM。
当时我们只是很模糊地知道,RAM大概是内存的意思。
RAM is used to store data in an in-memory database. DApps will use this to store state information so it is quickly available to their app.
RAM是EOS主网中的内存,用于存储用户在EOS中使用频率高的数据(账户余额、合约状态等)。
BM对EOS的期望是成为区块链世界中的【操作系统】,因此可以把计算机的一些概念对标到EOS中,其中计算机中的运行内存,在EOS中就可以看做是RAM;而硬盘就可以对标EOS区块链数据库。
所以高访问量的决策类数据,例如账户余额、智能合约的当前状态等就会被存储在RAM中,并且这部分数据将长期占用RAM;而低访问的费决策性存证数据,例如交易数据,就会存储在EOS系统的硬盘中,也就是区块链中。当存储账号状态的空间不足,即RAM不足时,转账或部署合约等相关操作就无法执行。
什么是EOS数据库
之前我们曾经介绍过transaction和action,action是智能合约执行的基本单元,transaction可以认为是一个或几个action组成的原子性操作。action在被称为action上下文
的环境中执行,action上下文
提供了执行action所需的一些条件,其中一个就是action的工作内存,这是action保存工作状态的地方。在处理一个action之前,eosio会先为它清理一次内存,因此当变量在一个action中被赋值后,另一个action的上下文是拿不到这个值的。那么在action之间传递状态的唯一方法就是把它持久存储到EOS数据库中,如下图:
这个持久化存储就是数据库存储数据。EOS允许智能合约定义自己的私有数据库表。比如上图,Apply Context的内容都是一次性的,一次action执行完成,对象就释放了,只有存储到EOSIO database的才被保存。
什么是multi_index
接着上面介绍的数据库往下说, 这个私有数据表是通过multi_index
来访问和交互的。EOS的multi_index
类似boost的multi_index
,即多索引容器。有了多级索引,智能合约就具备了操作类似数据库模块的功能。
multi_index是一个非常方便的、可以和数据库交互的容器。
从字面意思来看,multi_index就是一个可以使用多索引的数据表。
如下图:
每一个multi_index容器都可以理解成传统数据库中的一张表,但是行和列稍有不同。和传统的多列的表不同的是,multi_index只有一列。这一列中的每一行都表示一个对象,通常这个对象是struct
或者是class
类型的,有多个成员变量。因此虽然只有一列,但是multi_index的灵活性丝毫不亚于传统的数据表。
举个例子,比如下面的这个struct
:
// @abi table proposal i64
struct Proposal {uint64_t id;account_name owner = 0;string description;std::vector<account_name, uint32_t> votes;uint64_t primary_key() const { return id; }EOSLIB_SERIALIZE( Proposal, (id)(owner)(description)(votes))
};typedef eosio::multi_index<N(Proposal), Proposal> proposals;
首先看第一行:
// @abi table proposal i64
在部署合约之前,我们都会用eosiocpp
来生成ABI,EOS智能合约编译器可以读取struct
结构体和public
方法之前的注。在注释中我们可以传入两种类型:action
和table
,ABI就会根据我们的声明,自动在生成的ABI中添加相应的方法或者表定义。
第二个proposal
就是表名,而第三个i64
就是表的主键的类型。在这里主键就是id
。
account_name
注意到第二个成员变量owner
:
account_name owner = 0;
这里的account_name
是EOS自己定义的类型,也就是之前我们曾经创建过的账户名。可以理解成以太坊中的address
类型。
vector
std::vector<account_name, uint32_t> votes;
vector
这里可以理解成以太坊中的mapping
- 自定义的一个映射集合。
Primary Keys
uint64_t primary_key() const { return id; }
eosio::multi_index
规定,每行必须有一个主键,类型为64位的无符号整型。表中的对象都会根据主键,升序或者降序排列。通过在struct
中定义primary_key()
方法来获取。在这个例子中,Proposal
的主键就是id
,类型为uint64_t
。当然主键的类型也可以是account_name
等。(account_name在eos中被存储为uint64_int
类型)。
数据序列化
EOSLIB_SERIALIZE( Proposal, (id)(owner)(description)(votes))
通过阅读contracts/eosiolib/serialize.hpp
文件可以知道,它其实是使用了BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH
宏。它的作用基本上就是赋予了struct
额外的操作,可以把数据序列化到multi_index
,或者从multi_index
中反序列化出来。
multi_index相关操作
虽然不想SQL语句那样丰富,但是multi_index依然提供了一些基础的操作:
- 创建:使用
.emplace
- 查询:使用
.find
- 修改已存在的入口:使用
.modify
举个查询的例子:
auto itr = proposals.find(proposal_id)
以上语句查询了特定id的proposal,它返回的是一个迭代器iterator
。这就涉及到我们如何使用表中的数据,答案就是迭代器。
可以把迭代器想象成一个电梯,在整个数据表中上下滑动(来定位数据),任何对数据的操作都必须通过迭代器。
结束语
这一章概念虽然有些多,但是值得大家仔细研究。这一章我们学习了:
- RAM的概念:存储用户高频使用的数据的地方,比如当前状态;
- EOS数据库的概念以及如何存储;
- multi_index是什么 - 和数据库交互的容器
这一章理论性的内容偏多,理解上可能不如之前的几篇直观。下一篇我们将学习如何操作multi_index,以此带大家更加深入地理解multi_index,同时正式开启我们的智能合约开发之旅。
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