区块链案例实践学习报告

宠物商店实现原理

编写智能合约
智能合约的生命周期
智能合约运行流程
宠物商店运行原理解释
- 1.部署合约
- 2. 利用web3来和合约进行交互
- 3.用metamask导入本地区块链网络
- 说明

上次虽然实现了宠物商店的案例，但对于这个案例是怎么运行的却依然感到陌生。为了进一步熟悉以太坊智能合约的原理，就有了这篇学习报告。

编写智能合约

智能合约承担着分布式应用的后台逻辑和存储。contract目录下存放的是智能合约的Solidity源文件(.sol)。其中包含了两个文件一个是initialization时生成的Migrations.sol，另一个是添加的Adoption.sol（实现领养功能的智能合约）。

Migrations.sol

作为初始迁移合约，Migrations.sol一般不需要修改，其用途是声明这个合约的所有者。

通过Ganache查看部署在本地区块链的合约中，我们可以看到

owner:"0x0590139670D0707De507ED6F8862AF66cC839c82"

合约Migrations所拥有的地址类型变量owner存储的发送者的账号地址。
方法setComplicated用于对存储于storage的无符号整型类型的变量last_completed_migration进行赋值。其中它是用来前面声明的modify 方法rescrited，使得变量last_completed_migration的值只能被发送者修改，其他账户在读取这个合约时，只拥有访问权限，而不能修改。

Adoption.sol

现在让我们来看，另一个合约Adoption。

首先，定义了一个地址变量数组

address[16] public adopters;  // 保存领养者的地址

它在区块链中存储情况是这样的

地址1,2 中之所以不是空，是因为我用那两个账号分别收养了一只宠物

然后，

 function adopt(uint petId) public returns (uint) {require(petId >= 0 && petId <= 15);  // 确保id在数组长度内adopters[petId] = msg.sender;        // 保存调用这地址 return petId;}

这个方法的功能是领养宠物，记录收养者的地址。如上图中，petID为1和2的地址变量已经有了收养者的地址。
使用require()语句确保petID在范围内。petID在范围内时，我调用adopters数组的地址将调用此函数的账户地址表示为msg.sender。将petId作为确认返回。

  // 返回领养者function getAdopters() public view returns (address[16] memory) {return adopters;}

界面UI需要更新所有宠物采用状态，通过这个方法来返回Adopers数组。

智能合约的生命周期

Solidity编译为字节码，以便执行以太坊虚拟机（EVM）执行

智能合约运行流程

1)智能合约对外，以账户的形式呈现,这个账户余额之外,还存储了智能合约代码(编译后的字节码),以及该账户拥有的状态数据。
2)部署智能合约的过程就是一个向"0”地址发送一笔带有智能合约字节码数据交易的过程。这笔特殊的交易会生成该智能合约的地址,并将字节码存储在该地址下的状态树中。
3)执行智能合约的过程（调用智能合约函数的过程）,调用智能合约函数是向该智能合约地址发送一个交易,该交易包含被调用的智能合约函数信息及调用参数。
4)智能合约地址收到调用合约函数的交易,首先会解码数，根据结果查找到对应函数的入口,再传入参数执行该函数。
5)执行函数的过程是状态转换的过程,执行完成后会扣除调用者相应的费用(Gas）。
6)状态转换的过程会全网同步并被再次执行验证,以确保执行结果一致,这样通过验证后的交易会记录到区块中,同时更新状态数据。
7)此时保存到区块链上的交易还不“安全”,因为Pow的识机制原因,可能存在链分叉,这笔交易可能会重新打回到交易池,但是后面不断增加的区块还会对前面的交易进行“投票”,当在该区块高度之后增加12个区块高度时,就可以认为该区块不可能被分叉,上面的交易得到最终确认,不可能被篡改了。

宠物商店运行原理解释

基于此，开始对宠物商店的原理进行解释。

1.部署合约

交易存储了发送者要发送至以太坊网络的经过签名的信息，它其中包含了从一个账户要传递给另一个账户（或者合约）的信息。在以太坊中，有两种类型的交易：一种是能够产生消息调用的交易，另一种是能够生成新账户的交易（比如说生成合约）。
通过部署合约，区块链创建了Addoption的地址

0xe4641e032dD85B23

2. 利用web3来和合约进行交互

web3是一个实现了与以太坊节点通信的库。在Truffle Box pet-shop里，已经包含了应用的前端代码，代码在src/文件夹下修改src/js/app.js，实现了以下几个功能

实例化web3：让它能连接到MetaMask(以太坊钱包);

实例化合同:Truffle有一个图书馆来帮助这个叫做truffle-contract。它使合同信息与迁移保持同步，因此无需手动更改合同的部署地址;

修改markAdopted()：
a)访问已部署的Adoption合同，然后调用getAdopters()该实例。然后
b)adoptionInstance在智能合约调用之外声明变量，以便我们可以在最初检索它之后访问该实例。
c)用call读取信息不用消耗gas。
d)调用getAdopters()，adopters数组，检查是否为每只宠物存储了一个地址。
e)一旦petId找到具有相应地址的地址，我们将禁用其采用按钮并将按钮文本更改为“成功”。
f)将错误都会记录到控制台。

修改handleAdopt()：
a)使用web3来获取用户的帐户。
b)如果错误，则回调
d)然后选择第一个帐户像上面那样获得部署的合同并存储实例adoptionInstance。
e)发送一个交易,同时交易需要从地址获取gas。
f)执行adopt()包含宠物ID和包含我们之前存储的帐户地址的对象的函数来发送交易account。
h)如果没有错误，我们继续调用markAdopted()函数来将UI与我们新存储的数据同步。

3.用metamask导入本地区块链网络

让钱包能够连接到网络。
然后导入账号，每个账号都有公钥地址和私钥。
利用account3进行收养操作

利用Ganache查看交易
mined in 32 表示，交易已经被打包到区块32中

我们可以看到这个交易中接收者的地址

0xe4641e032dD85B236E79dAcA395992a78A001016

即Adoption合约的地址。

说明

因为，这个区块链上只有这一个节点，就是本机，所以本机是唯一的矿工节点。但因为是部署在本地的，所以本机在进行挖矿时，没有挖矿奖励，也没有共识机制的验证。