Truffle 是一个以太坊智能合约集成开发框架。Truffle 使用以太坊虚拟机（EVM）为区块链提供了世界级的开发环境、测试框架和资产管道，旨在让开发人员的工作更轻松。本文我们从一个 Truffle 官方示例入手，带你快速了解利用 Truffle 开发区块链项目的基础知识，包括 Truffle 项目的创建，智能合约的编译与部署，以及 Truffle 与智能合约进行交互实现区块链上的交易。

项目依赖

安装

本文我们只介绍 Truffle 的安装，其它依赖包的安装请参考对应的安装文档。

通过下面的命令安装 Truffle：

npm install -g truffle

通过下面的命令确认是否已正确安装：

truffle version

控制台输出内容如下：

Truffle v5.6.7 (core: 5.6.7)
Ganache v7.5.0
Solidity - 0.8.13 (solc-js)
Node v16.15.0
Web3.js v1.7.4

通过下面的命令查看 Truffle 帮助：

truffle help

创建项目

首先，创建一个 Truffle 项目。

本文我们使用 Truffle 的官方示例 MetaCoin Box 来创建i项目。

通过下面的命令创建项目：

mkdir metacoin
cd metacoin
truffle unbox metacoin

以上命令在 metacoin 目录下创建了这个 Truffle 项目。

我们来看一下这个项目的目录结构：

  • contracts/：Solidity 合约目录
  • migrations/：部署脚本目录
  • tests/：测试文件目录
  • truffle-config.js：Truffle 配置文件

配置文件

配置文件位于项目根目录下，文件名为 truffle-config.js。

配置文件内容如下：

module.exports = {
  networks: {
    development: {
	  host: "127.0.0.1",     // Localhost (default: none)
	  port: 7545,            // Standard Ethereum port (default: none)
	  network_id: "*",    	 // Any network (default: none)
    }
  },

  compilers: {
    solc: {
      version: "0.8.13",      // Fetch exact version from solc-bin
    }
  }
};

这个配置文件中，development 是我们要部署的区块链配置，这里指我们本地的 Ganache 区块链节点。如果需要部署到其它区块链节点，请修改此配置文件。

智能合约

合约源码

我们来看一下合约的源码，文件名是 MetaCoin.sol。

pragma solidity ^0.8.13;
import "./ConvertLib.sol";

contract MetaCoin {
	mapping (address => uint) balances;

	event Transfer(address indexed _from, address indexed _to, uint256 _value);

	constructor() {
		balances[tx.origin] = 10000;
	}

	function sendCoin(address receiver, uint amount) public returns(bool sufficient) {
		if (balances[msg.sender] < amount) return false;
		balances[msg.sender] -= amount;
		balances[receiver] += amount;
		emit Transfer(msg.sender, receiver, amount);
		return true;
	}

	function getBalanceInEth(address addr) public view returns(uint){
		return ConvertLib.convert(getBalance(addr),2);
	}

	function getBalance(address addr) public view returns(uint) {
		return balances[addr];
	}
}

这个合约包含一个构造函数、还定义了一个事件和三个函数。

  • constructor()：合约的构造函数，在合约部署时自动存入一些 token 到发起者的账户。
  • event Transfer(...)：事件。转账交易时触发。
  • sendCoin(...)：将 token 从一个账户转账到另一个账户。
  • getBalanceInEth(...)：取经转换后的账户余额（账户余额*2）。
  • getBalance(...)：取账户余额（单位：1wei）。

测试合约

这个示例定义了两个测试文件，保存在 test 目录下：

  • metacoin.js 用 JavaScript 编写的测试脚本
  • TestMetaCoin.sol：用 Solidity 编写的测试脚本

Truffle 自带一个自动化测试框架，可以轻松测试合约，而不需要我们事先部署合约。

通过下面的命令运行所有测试：

truffle test

控制台输出如下：

Compiling your contracts...
===========================
> Compiling .\contracts\ConvertLib.sol
> Compiling .\contracts\MetaCoin.sol
> Compiling .\test\TestMetaCoin.sol
> Compiling truffle\Assert.sol
> Compiling truffle\AssertAddress.sol
> Compiling truffle\AssertAddressArray.sol
> Compiling truffle\AssertBalance.sol
> Compiling truffle\AssertBool.sol
> Compiling truffle\AssertBytes32.sol
> Compiling truffle\AssertBytes32Array.sol
> Compiling truffle\AssertGeneral.sol
> Compiling truffle\AssertInt.sol
> Compiling truffle\AssertIntArray.sol
> Compiling truffle\AssertString.sol
> Compiling truffle\AssertUint.sol
> Compiling truffle\AssertUintArray.sol
> Compiling truffle\DeployedAddresses.sol
> Artifacts written to C:\Users\zhang\AppData\Local\Temp\test--19216-dTWx8M04rlBN
> Compiled successfully using:
   - solc: 0.8.13+commit.abaa5c0e.Emscripten.clang

  TestMetaCoin
    √ testInitialBalanceUsingDeployedContract (93ms)
    √ testInitialBalanceWithNewMetaCoin (52ms)

  Contract: MetaCoin
    √ should put 10000 MetaCoin in the first account (43ms)
    √ should call a function that depends on a linked library (49ms)
    √ should send coin correctly (100ms)

  5 passing (5s)

你也可以指定特定的文件进行测试，如：

truffle test .\test\metacoin.js
truffle test .\test\TestMetaCoin.sol

经测试无误后的合约，我们就可以将合约编译，然后部署到区块链中。

编译合约

通过下面的命令编译合约：

truffle compile

控制台输出信息如下：

Compiling your contracts...
===========================
> Compiling .\contracts\ConvertLib.sol-bin. Attempt #1
> Compiling .\contracts\MetaCoin.sol
> Artifacts written to D:\work\blockchain\truffle-demo\metacoin\build\contracts
> Compiled successfully using:
   - solc: 0.8.13+commit.abaa5c0e.Emscripten.clang
_ Fetching solc version list from solc-bin. Attempt #1

编译后在根目录下自动生成 build\contracts 目录。编译后生成的 artifacts（我们翻译为"工件"或"构件"）将被放置在该目录下，文件名后缀为 .json，对应于合约名称（非文件名称）。

部署合约

部署合约的脚本位于根目录下的 migrations 目录下。

文件名： 1_deploy_contracts.js。

内容如下：

const ConvertLib = artifacts.require("ConvertLib");
const MetaCoin = artifacts.require("MetaCoin");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(ConvertLib);
  deployer.link(ConvertLib, MetaCoin);
  deployer.deploy(MetaCoin);
};

在执行部署之前，确保已启动测试区块链，如 Ganache 本地区块链。

接下来，我们运行下面的命令来部署合约：

truffle migrate

控制台输出信息如下：

Starting migrations...
======================
> Network name:    'development'
> Network id:      5777
> Block gas limit: 6721975 (0x6691b7)

1_deploy_contracts.js
=====================

   Replacing 'ConvertLib'
   ----------------------
   > transaction hash:    0x626b0b2024f1de281a250f4c63d16cbaec056033235bc9f92e734ed42397787b
   > Blocks: 0            Seconds: 0
   > contract address:    0x9D97751e2091147E4DFE61D1384951ac89A3f886
   > block number:        7
   > block timestamp:     1669880418
   > account:             0x1665135C6681A43ee2F08b681A4bD8a9Eb37fDc0
   > balance:             99.96252516
   > gas used:            157568 (0x26780)
   > gas price:           20 gwei
   > value sent:          0 ETH
   > total cost:          0.00315136 ETH

   Linking
   -------
   * Contract: MetaCoin <--> Library: ConvertLib (at address: 0x9D97751e2091147E4DFE61D1384951ac89A3f886)

   Replacing 'MetaCoin'
   --------------------
   > transaction hash:    0xfecbdb6d763a91d1cc909c14b2e778edc0c0fdad4c3e1b6a696ee33d2443785d
   > Blocks: 0            Seconds: 0
   > contract address:    0x3E330cBe1Bc04766a8F83203277f349e58B243CD
   > block number:        8
   > block timestamp:     1669880419
   > account:             0x1665135C6681A43ee2F08b681A4bD8a9Eb37fDc0
   > balance:             99.95423528
   > gas used:            414494 (0x6531e)
   > gas price:           20 gwei
   > value sent:          0 ETH
   > total cost:          0.00828988 ETH

   > Saving artifacts
   -------------------------------------
   > Total cost:          0.01144124 ETH

Summary
=======
> Total deployments:   2
> Final cost:          0.01144124 ETH

合约交互

启动控制台

合约部署完成后，我们就可以通过 Truffle 控制台与合约进行交互。

首先，我们启动 Truffle 控制台。命令如下：

truffle console

此命令连接到您当前配置的区块链节点，连接成功后进入控制台命令模式，如下：

truffle(development)>

我们来验证一下连接是否成功。执行下面的 web3.js API 接口来获取区块链账户：

truffle(development)> web3.eth.getAccounts()

输出如下：

[
  '0x1665135C6681A43ee2F08b681A4bD8a9Eb37fDc0',
  '0x28A71881645084c58eF7F82861b7ebd76BbAa75a',
  '0xED1C82D205570735582150D8ebCdc576b0a18039',
  '0xC81e32BaE8f99b324593A18CD72F6fd6d6AEB780',
  '0x0FFF006AE1d7d2B88E196D45a5026Da6D7883aE5',
  '0x868d62F3813Cf93d0654F87fb3a0dcCB2DA0cCab',
  '0x926f0ca47f625082D0920308C1979EcEeE9c4A20',
  '0x9B50CD8FBD95D9808762D398bd6923694a79b488',
  '0x68c23E5Cc4b7d45ccd432f7D3E8E75Bf4A0BDFAA',
  '0x00dd9aeBF04C842EC7005b3d7Bbf7f4bC7180d0b'
]

以上为 Ganache 区块链中的测试账户。说明已经成功连接到 Ganache。

与合约交互

根据合约源文件，我们知道该合约除了构造函数之外，还有三个方法（getBalance、getBalanceInEth 和 sendCoin。下面我们来看实际的交互过程。

1. 合约抽象

首先，在与合约交互之前，我们先获取合约抽象实例。代码如下：

truffle(development)> let instance = await MetaCoin.deployed()
truffle(development)> instance

2. 获取账户

通过下面的代码获取账户列表：

truffle(development)> let accounts = await web3.eth.getAccounts()
truffle(development)> accounts

3.获取余额

调用函数 getBalance 获取账户余额。代码如下：

truffle(development)> let balance = await instance.getBalance(accounts[0])
truffle(development)> balance.toNumber()
10000

4. 获取余额（经转换后）

调用函数 getBalanceInEth 获取经转换后的账户余额。代码如下：

truffle(development)> let balance2 = await instance.getBalanceInEth(accounts[0])
truffle(development)> balance2.toNumber()
20000

5. 转账交易

调用函数 sendCoin 发起转账交易。代码如下：

truffle(development)> let result = await instance.sendCoin(accounts[1], 10)
truffle(development)> result

以上转账从 accounts[0] 转账到 accounts[1]，数量为 10 个 token。

result` 内容如下：

{
  tx: '0xb669c2bc68bf0c05d449b0acc85c50baa6a634744484b8cde507fd66f34dd337',
  receipt: {
    transactionHash: '0xb669c2bc68bf0c05d449b0acc85c50baa6a634744484b8cde507fd66f34dd337',
    transactionIndex: 0,
    blockHash: '0x8f3d6d378a067a8c255d90779beaf0e9a8625311bf0a031b5983b0306f4429fc',
    blockNumber: 9,
    from: '0x1665135c6681a43ee2f08b681a4bd8a9eb37fdc0',
    to: '0x3e330cbe1bc04766a8f83203277f349e58b243cd',
    gasUsed: 52485,
    cumulativeGasUsed: 52485,
    contractAddress: null,
    logs: [ [Object] ],
    status: true,
    ......

我们来验证一下转账是否成功：

truffle(development)> let new_balance = await instance.getBalance(accounts[0])
truffle(development)> new_balance.toNumber()
9990
truffle(development)> let new_balance2 = await instance.getBalance(accounts[1])
truffle(development)> new_balance2.toNumber()
10

6. 捕获事件

转账的同时会触发事件，我们来看一下事件的日志内容：

truffle(development)> result.logs[0]

控制台输出内容如下：

{
  logIndex: 0,
  transactionIndex: 0,
  transactionHash: '0xb669c2bc68bf0c05d449b0acc85c50baa6a634744484b8cde507fd66f34dd337',
  blockHash: '0x8f3d6d378a067a8c255d90779beaf0e9a8625311bf0a031b5983b0306f4429fc',
  blockNumber: 9,
  address: '0x3E330cBe1Bc04766a8F83203277f349e58B243CD',
  type: 'mined',
  id: 'log_ccd64ce1',
  event: 'Transfer',
  args: Result {
    '0': '0x1665135C6681A43ee2F08b681A4bD8a9Eb37fDc0',
    '1': '0x28A71881645084c58eF7F82861b7ebd76BbAa75a',
    '2': BN { negative: 0, words: [Array], length: 1, red: null },
    __length__: 3,
    _from: '0x1665135C6681A43ee2F08b681A4bD8a9Eb37fDc0',
    _to: '0x28A71881645084c58eF7F82861b7ebd76BbAa75a',
    _value: BN { negative: 0, words: [Array], length: 1, red: null }
  }
}
# 区块链 # 智能合约 # web3
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