java类库web3j开发以太坊智能合约快速入门

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web3j简介

web3j是一个轻量级、高度模块化、响应式、类型安全的Java和Android类库提供丰富API,用于处理以太坊智能合约及与以太坊网络上的客户端(节点)进行集成。

可以通过它进行以太坊区块链的开发,而无需为你的java应用平台编写集成代码。

快速启动

想要快速启动的话,有一个Web3j demo示例项目可用,演示了通过Web3j开发以太坊的许多核心特征,其中包括:

  • 连接到以太网网络上的节点
  • 加载一个以太坊钱包文件
  • 将以太币从一个地址发送到另一个地址
  • 向网络部署智能合约
  • 从部署的智能合约中读取值
  • 更新部署的智能合约中的值
  • 查看由智能合约记录的事件

web3j入门

首先将最新版本的web3j安装到项目中。

Maven

Java 8:

<dependency>
  <groupId>org.web3jgroupId>
  <artifactId>coreartifactId>
  <version>3.4.0version>
dependency>

Android:

<dependency>
  <groupId>org.web3jgroupId>
  <artifactId>coreartifactId>
  <version>3.3.1-androidversion>
dependency>

Gradle

Java 8:

compile ('org.web3j:core:3.4.0')

Android:

compile ('org.web3j:core:3.3.1-android')

启动客户端

需要启动一个以太坊客户端,当然如果你已经启动了就不需要再次启动。

如果是geth的话这么启动:

$ geth --rpcapi personal,db,eth,net,web3 --rpc --rinkeby

如果是Parity启动:

$ parity --chain testnet

如果使用Infura客户端提供的免费的云端服务,这么启动:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService("https://morden.infura.io/your-token"));

当不需要Web3j实例时,需要调用shutdown方法来释放它所使用的资源。

web3.shutdown()

发送请求

发送同步请求

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Web3ClientVersion web3ClientVersion = web3.web3ClientVersion().send();
String clientVersion = web3ClientVersion.getWeb3ClientVersion();

* 使用CompletableFuture (Future on Android) 发送异步请求*

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Web3ClientVersion web3ClientVersion = web3.web3ClientVersion().sendAsync().get();
String clientVersion = web3ClientVersion.getWeb3ClientVersion();

*使用RxJava的Observable

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
web3.web3ClientVersion().observable().subscribe(x -> {
    String clientVersion = x.getWeb3ClientVersion();
    ...
});

注意Android使用方式

Web3j web3 = Web3jFactory.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
...

IPC

Web3j还支持通过文件套接字快速运行进程间通信(IPC),支持客户端在相同的主机上同时运行Web3j。在创建服务时,使用相关的IPCService就可以实现而不需要通过HTTPService。

// OS X/Linux/Unix:
Web3j web3 = Web3j.build(new UnixIpcService("/path/to/socketfile"));
...

// Windows
Web3j web3 = Web3j.build(new WindowsIpcService("/path/to/namedpipefile"));
...

需要注意:IPC通信在web3j-android中不可用。

通过java打包以太坊智能合约

Web3j可以自动打包智能合同代码,以便在不脱离JVM的情况下进行以太坊智能合同部署和交互。

要打包代码,需要先编译智能合同:

$ solc <contract>.sol --bin --abi --optimize -o <output-dir>/

然后用web3j的命令行工具打包代码:

web3j solidity generate /path/to/<smart-contract>.bin /path/to/<smart-contract>.abi -o /path/to/src/main/java -p com.your.organisation.name

接下来就可以新建和部署智能合约了:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");

YourSmartContract contract = YourSmartContract.deploy(
        , ,
        GAS_PRICE, GAS_LIMIT,
        , ..., ).send();  // constructor params

或者使用一个现有的智能合约:

YourSmartContract contract = YourSmartContract.load(
        "0x<address>|<ensName>", <web3j>, <credentials>, GAS_PRICE, GAS_LIMIT);

然后就可以进行智能合约的交互了:

TransactionReceipt transactionReceipt = contract.someMethod(
             ,
             ...).send();

调用智能合约:

Type result = contract.someMethod(, ...).send();

Filters

web3j的响应式函数可以使观察者通过事件去通知消息订阅者变得很简单,并能够记录在区块链中。接收所有新的区块并把它们添加到区块链中:

Subscription subscription = web3j.blockObservable(false).subscribe(block -> {
    ...
});

接收所有新的交易并把它们添加到区块链中:

Subscription subscription = web3j.transactionObservable().subscribe(tx -> {
    ...
});

接收所有已经提交到网络中等待处理的交易。(他们被统一的分配到一个区块之前。)

Subscription subscription = web3j.pendingTransactionObservable().subscribe(tx -> {
    ...
});

或者你重置所有的区块到最新的位置,那么当有新建区块的时候会通知你。

Subscription subscription = catchUpToLatestAndSubscribeToNewBlocksObservable(
        , )
        .subscribe(block -> {
            ...
});

主题过滤也被支持:

EthFilter filter = new EthFilter(DefaultBlockParameterName.EARLIEST,
        DefaultBlockParameterName.LATEST, )
             .addSingleTopic(...)|.addOptionalTopics(..., ...)|...;
web3j.ethLogObservable(filter).subscribe(log -> {
    ...
});

当不再需要时,订阅也应该被取消:

subscription.unsubscribe();

注意:Infura中不支持filters。

需要了解更多有关过滤器和事件的信息可以查看Filters and Events和Web3jRx的接口。

交易

Web3j支持使用以太坊钱包文件(推荐的)和用于发送事务的以太坊客户端管理命令。

使用以太钱包文件发送以太币给其他人:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");
TransactionReceipt transactionReceipt = Transfer.sendFunds(
        web3, credentials, "0x|",
        BigDecimal.valueOf(1.0), Convert.Unit.ETHER)
        .send();

或者你希望建立你自己定制的交易:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");

// get the next available nonce
EthGetTransactionCount ethGetTransactionCount = web3j.ethGetTransactionCount(
             address, DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
BigInteger nonce = ethGetTransactionCount.getTransactionCount();

// create our transaction
RawTransaction rawTransaction  = RawTransaction.createEtherTransaction(
             nonce, , , , );

// sign & send our transaction
byte[] signedMessage = TransactionEncoder.signMessage(rawTransaction, credentials);
String hexValue = Numeric.toHexString(signedMessage);
EthSendTransaction ethSendTransaction = web3j.ethSendRawTransaction(hexValue).send();
// ...

使用Web3j的Transfer进行以太币交易要简单得多。

使用以太坊客户端的管理命令(如果你的钱包密钥已经在客户端存储):

Admin web3j = Admin.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
PersonalUnlockAccount personalUnlockAccount = web3j.personalUnlockAccount("0x000...", "a password").sendAsync().get();
if (personalUnlockAccount.accountUnlocked()) {
    // send a transaction
}

如果你想使用 Parity’s Personal 或者 Trace 功能, 或者 Geth’s Personal 客户端 APIs,可以使用org.web3j:parity和org.web3j:geth模块。

命令行工具

web3j的jar包为每一个版本都提供命令行工具。命令行工具允许你直接通过一些命令使用web3j的一些功能:

  • 钱包创建
  • 钱包密码管理
  • 资金从钱包转移到另一个
  • solidity编写的智能合同功能打包

请参阅文档以获得命令行相关的进一步的信息。

其他的细节

java8 bulid:

  • Web3j提供对所有响应类型的安全访问。可选的或null响应java 8都支持。
  • 异步请求包在一个java 8的CompletableFutures。Web3j提供了围绕所有异步请求的打包工具,以确保在执行期间可以捕获任何异常,而不只是丢弃。由于在完全检查中会有很多缺少支持的异常情况,这些异常通常被确定为未检测到的异常,导致检测过程出现问题。有关详细信息,请参见 Async.run()及其关联 test。

在java 8的Android版本:

  • 包数量作为 BigIntegers返回。对于简单的结果,可以通过Response.getResult()获取字符串类型的数量结果。
  • 还可以通过在 HttpService和IpcService类中存在的includeRawResponse参数将原生的JSON包放置在响应中。

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