本文章將會介紹如何開發(fā)一個區(qū)塊鏈DApp版的todo list，學(xué)習如何從區(qū)塊鏈里讀寫數(shù)據(jù)以及在此之上實現(xiàn)todo list的業(yè)務(wù)邏輯，同時掌握區(qū)塊鏈的基本運行原理以及以太坊的智能合約。
注： 譯文相對原文有所簡化
Blockchain應(yīng)用的運行原理
普通版Todo list
當你打開todo list網(wǎng)頁的時候，你的瀏覽器會向web服務(wù)器發(fā)出請求，從服務(wù)器上獲取所有todo list的代碼和數(shù)據(jù)到本地渲染。
在服務(wù)器上會有這些文件及數(shù)據(jù)：
- 前端用的HTML\CSS\JavaScript
- 后端實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的代碼
- 數(shù)據(jù)庫（用于存儲數(shù)據(jù)）
普通web應(yīng)用的狀態(tài)下么伯，這個服務(wù)器是一個控制著所有代碼和文件的完全中心化的實體。 對于服務(wù)器有完全權(quán)限的人（服務(wù)器主人或黑掉你服務(wù)器的人）可以隨時修改服務(wù)器上的數(shù)據(jù)或者文件恍风。
DApp版todo list
后端邏輯代碼和用戶數(shù)據(jù)直接部署在去中心化的區(qū)塊鏈上蹦狂。而客戶端/前端（HTML/CSS/JavaScript這部分）的代碼依然會像普通的應(yīng)用一樣部署在普通的服務(wù)器上，只是這個客戶端會直接去鏈上讀數(shù)據(jù)而不是平常的中心化服務(wù)器上讀取數(shù)據(jù)朋贬。
區(qū)塊鏈為何物凯楔？
區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是由很多點對點互聯(lián)的節(jié)點構(gòu)成的分布式的網(wǎng)絡(luò)。其中的每個節(jié)點都維護著這個網(wǎng)絡(luò)的一份代碼和數(shù)據(jù)锦募。所有數(shù)據(jù)都包含在稱為“區(qū)塊”的記錄集里面摆屯，并且這些塊是前后相接鏈在一起的，從而組成了一條區(qū)塊鏈。網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點確保這些區(qū)塊數(shù)據(jù)是安全的不可篡改的虐骑，不像中心化服務(wù)器那樣能隨意更改准验。區(qū)塊鏈可以存儲數(shù)據(jù)，本質(zhì)上來說它是一個數(shù)據(jù)庫廷没，同時是一個分布式網(wǎng)（多節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)）糊饱。
在此強調(diào)下一個點：你在用一個區(qū)塊鏈應(yīng)用時，你不單單是這個應(yīng)用的user颠黎，你更是這個應(yīng)用所在的鏈的user另锋。因為應(yīng)用本身不存儲數(shù)據(jù)，但是那條鏈在存儲數(shù)據(jù)狭归。
智能合約是什么夭坪？
智能合約是部署在區(qū)塊鏈上的功能代碼，這些代碼構(gòu)造了鏈上的每個應(yīng)用过椎。我們的todo list要運行當然也是要用到智能合約來處理todo任務(wù)的獲取室梅、創(chuàng)建、更新（標記為已完成）疚宇。
我們可以通過Solidity語言來寫智能合約（這種語言跟JavaScript有點相似）亡鼠。智能合約代碼是不可以更改的，一旦部署到鏈上敷待，那這個部署的鏈上版本就無法再更新代碼（平常的中心化服務(wù)器上的后端代碼是可以更新的）拆宛。智能合約可以類比Web上的微服務(wù)，這種微服務(wù)從鏈上讀寫數(shù)據(jù)以及執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯讼撒。這些服務(wù)是公開訪問的，所有對這條鏈有權(quán)限的人都可以使用這些服務(wù)股耽。
區(qū)塊鏈版Todo List運行原理
重新理一下我們要做的東西：創(chuàng)建一個可以從鏈上讀寫數(shù)據(jù)的前端應(yīng)用（使用的是Ethereum鏈）根盒，只要連上單個Ethereum節(jié)點就可以搭上這條鏈。我們使用Solidity來寫這個todo list并且部署到鏈上物蝙。然后我們會用自己的以太錢包帳戶來和這個todo list應(yīng)用通信炎滞。
預(yù)覽一下成果
UI操作跟普通版todo list是相似的邏輯，主要功能是列出任務(wù)诬乞、創(chuàng)建任務(wù)册赛、標記完成。
安裝依賴
Ganache私有鏈
Ganache私有鏈可以模仿公有鏈的特性來作為本地開發(fā)環(huán)境震嫉。我推薦使用它來作為在以太坊開發(fā)中的私有鏈森瘪。在Ganache上可以部署智能合約、開發(fā)應(yīng)用和運行測試票堵。Windows扼睬、Mac、Linux上都有Ganache的桌面版和命令行版本悴势。
首先來安裝一個Ganache窗宇，在這里 https://github.com/trufflesuite/ganache/releases 下載然后點擊安裝然后運行：
好了措伐，你現(xiàn)在運行有一條私有鏈，并且可以看到一些運行數(shù)據(jù)以及帳號列表军俊，每個帳號都預(yù)設(shè)有100 ETH侥加。一下子節(jié)省了很多時間，因為如果你是自己搭建私有鏈或者在以太的測試鏈上去開發(fā)應(yīng)用粪躬，你就要手動創(chuàng)建這些帳號并且記入ETH到這些帳號上担败。再次感謝Ganache給了大大的方便。
Node.js
有了私有鏈短蜕，然后來配置一個開發(fā)智能合約的開發(fā)環(huán)境氢架。首先需要的是Node的包管理器npm，你可以用以下命令來檢查一下你有沒有裝node:
node -v
如果沒裝朋魔，那得去裝一下先：https://nodejs.org
Truffle Framework
然后再來裝的是 Truffle Framework （https://truffleframework.com)岖研，它用于提供以太智能合約開發(fā)的Solidity套件。
以下是Truffle Framework提供的功能：
<b>智能合約管理</b> - 用Solidity來寫智能合約并且編譯成可以在以太虛擬機（EVM）上運行的bytecode警检。
<b>自動化測試</b> - 針對代碼用JavaScript或者Solidity寫一些測試孙援，之后就可以在任意一個Truffle配置的網(wǎng)絡(luò)運行（包括公有鏈）。
<b>部署及遷移</b> - 寫腳本來管理智能合約的部署和遷移扇雕。
<b>開發(fā)控制臺</b> - Truffle控制臺里可以使用JavaScript語法調(diào)用智能合約拓售，任意配置了的網(wǎng)絡(luò)都可以。
<b>腳本運行器</b> - 允許使用JavaScript來寫腳本镶奉，這些腳本可以運行在公有鏈上础淤。
<b>客戶端開發(fā)</b> - 配置truffle項目來托管你的客戶端。
可以使用npm來安裝Truffle哨苛。 注意：最好按下面的版本來安裝鸽凶，不然會有版本兼容問題（對于本教程的代碼）。
Metamask 以太錢包
目前大部分的瀏覽器都無法直接連接到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上建峭，但是擴展可以玻侥。
安裝一下谷歌擴展： https://chrome.google.com/webstore/detail/metamask/nkbihfbeogaeaoehlefnkodbefgpgknn?hl=en
這個擴展可以管理我們的個人以太錢包，發(fā)送ETH來交易亿蒸。
初始化項目
首先創(chuàng)建項目目錄
$ mkdir eth-todo-list
$ cd eth-todo-list
使用truffle初始化
$ truffle init
初始化成功之后在eth-todo-list這個目錄下會生成很多文件凑兰。然后現(xiàn)在需要創(chuàng)建一個package.json文件來指定需要安裝的依賴：
$ touch package.json
復(fù)制以下的配置來引導(dǎo)依賴：
{
"name": "eth-todo-list",
"version": "1.0.0",
"description": "Blockchain Todo List Powered By Ethereum",
"main": "truffle-config.js",
"directories": {
"test": "test"
},
"scripts": {
"dev": "lite-server",
"test": "echo \"Error: no test specified\" && sexit 1"
},
"author": "gregory@dappuniversity.com",
"license": "ISC",
"devDependencies": {
"bootstrap": "4.1.3",
"chai": "^4.1.2",
"chai-as-promised": "^7.1.1",
"chai-bignumber": "^2.0.2",
"lite-server": "^2.3.0",
"nodemon": "^1.17.3",
"truffle": "5.0.2",
"truffle-contract": "3.0.6"
}
}
然后安裝依賴:
$ npm install
安裝完之后，整個目錄結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的：
<center>
<img src="https://cdn.blostack.com/other/XrCY1gpfjYGUX4IBpYRVn9JLqicUvKDoPKXrElD9.png" style="margin:0 auto;width:40%;">
</center>
<b>contracts 目錄</b>: 放所有智能合約文件边锁，里面已經(jīng)有一個遷移文件(Migrations.sol)
<b>migrations 目錄</b>: 放置所有遷移文件姑食，跟普通的web開發(fā)框架里的migrations文件一樣是用于修改數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。
<b>node_modules 目錄</b>: 依賴模塊的目錄
<b>test 目錄</b>: 智能合約測試文件目錄
<b>truffle-config.js 文件</b>: Truffle項目主配置文件
現(xiàn)在來開發(fā)管理任務(wù)列表的智能合約茅坛，先創(chuàng)建一下文件:
$ touch ./contracts/TodoList.sol
這個sol文件就是寫合約代碼的地方矢门，文件頭先聲明一下語言版本:
pragma solidity ^0.5.0;
然后聲明智能合約:
pragma solidity ^0.5.0;
contract TodoList {
// Code goes here...
}
以上創(chuàng)建了一個叫 <b>TodoList</b> 的合約（應(yīng)該很容易明白，跟聲明一個類差不多的語法），合約代碼會寫在這個合約類里面∷钐蓿現(xiàn)在要做的就是記錄這個todoList里面的任務(wù)的數(shù)量隔躲，聲明一個taskCount的變量即可：
pragma solidity ^0.5.0;
contract TodoList {
uint taskCount;
}
這里的 taskCount 是一種叫“狀態(tài)變量”的特殊變量，狀態(tài)變量會存儲到鏈上物延，并且在整個智能合約類中都可以被訪問使用⌒担現(xiàn)在初始化一下這個變量：
pragma solidity ^0.5.0;
contract TodoList {
uint taskCount = 0;
}
我們可以使用 public 修飾符來保證可以在合約外訪問這個變量，Solidity會為 taskCount 變量自動創(chuàng)建taskCount() 函數(shù)來讓外部訪問到叛薯。當你在控制臺浑吟、客戶端應(yīng)用、測試文件中和智能合約進行交互時這種函數(shù)會很好用耗溜。
現(xiàn)在來編譯一下這些合約并且確保沒有報錯：
$ truffle compile
剛我們寫了第一個以太坊的智能合約组力。編譯完之后可以看到多出了一個這樣的文件： ./build/contracts/TodoList.json, 這是智能合約 ABI 文件，全稱是"Abstract Binary Interface"抖拴。這個文件有很多用途燎字，其中比較重要的兩個作用：
文件包含了由Solidity智能合約代碼編譯出來的字節(jié)碼版本，這種字節(jié)碼可以在以太坊虛擬機(EVM)上運行
文件包含了可以被JavaScript應(yīng)用等外部客戶端訪問的智能合約函數(shù)
下一步目標是用Truffle控制臺來訪問剛寫的那個智能合約阿宅。首先來做以下的工作：
更新下項目配置文件候衍，指定連接到我們開始時運行的Ganache網(wǎng)絡(luò)。
創(chuàng)建一個遷移腳本洒放，作用是讓Truffle知道怎么部署智能合約到剛指定的Ganache鏈上蛉鹿。
運行這個剛寫的遷移腳本部署合約到鏈上
第一步
來配置網(wǎng)絡(luò)，找到 truffle-config.js 這個文件往湿，復(fù)制以下代碼：
module.exports = {
networks: {
development: {
host: "127.0.0.1",
port: 7545,
network_id: "*" // Match any network id
}
},
solc: {
optimizer: {
enabled: true,
runs: 200
}
}
}
7545是
Ganache的默認端口妖异，如果你修改過Ganache的端口，那配置文件這里的端口也要相關(guān)修改领追。 host同理
第二步
創(chuàng)建遷移腳本随闺，部署智能合約到鏈上。在項目根目錄下創(chuàng)建遷移文件:
$ touch migrations/2_deploy_contracts.js
這個文件的作用是其實跟普通web框架的數(shù)據(jù)庫遷移文件一樣蔓腐。區(qū)塊鏈本質(zhì)還是一個數(shù)據(jù)庫，每次創(chuàng)建一個智能合約時就是在改變這個數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)龄句。
注意：如果有多個遷移文件回论，一定要按順序編號好，這樣Truffle才會按編號的正確順序去執(zhí)行每個文件》中現(xiàn)在我們這個文件應(yīng)該會是以下內(nèi)容：
var TodoList = artifacts.require("./TodoList.sol");
module.exports = function(deployer) {
deployer.deploy(TodoList);
};
應(yīng)該都看得懂傀蓉，先require進來，然后運行的時候會自動deploy這個智能合約职抡。運行遷移的命令：
$ truffle migrate
運行完后智能合約就成功部署到我們這個私有鏈上了葬燎。然后我們開一個console來調(diào)用這個智能合約。
$ truffle console
在console里我們可以試下能不能讀取到合約里面的 taskCount變量：
todoList = await TodoList.deployed()
這里的TodoList變量是我們在遷移文件里創(chuàng)建的。
（由于篇幅較長谱净，分上下兩篇窑邦，上篇到此結(jié)束）
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