搭建以太坊本地开发环境

本文所搭建的环境是在 Mac 上的开发环境，其他操作系统上与此非常相似，依然有参考价值。

作为一枚区块链开发工程师，本地的开发环境是必不可少的。我们首先看看需要哪些工具：

1. go-ethereum
2. solc
3. Ethereum Wallet

这些工具的安装在官方文档上都有非常详细的讲解，这边就不多赘述了。

目录结构

下文中的文件均已该目录为当前路径。

先新建好如下初始目录，

.
├── data
└── genesis.json

• genesis.json：初始化私有链的配置文件。
• data：存放区块链数据的目录。

配置文件

以太坊支持自定义创世区块，要运行私有链那么就必须定义自己的创世区块。创世区块的信息就写在 genesis.json 中，内容如下：

{
  "config": {
    "chainId": 15,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "alloc": {},
  "nonce": "0x0000000000000042",
  "difficulty": "0x020000",
  "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp": "0x00",
  "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
  "gasLimit": "0x4c4b40"
}

大概解释下其中的几个参数：

• alloc：用来预设置账号以及账号的 ether 数量。因为私有链挖矿比较容易，所以我们不需要预设置账号。比如，{"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a":{"balance":"100000000000000000000000000000"}}
• nonce：一个64位随机数，用于挖矿。
• mixhash：和 nonce 配合用于挖矿，由上一个区块的一部分生成的 hash。
• difficulty：设置当前区块的难度，如果难度过大，cpu挖矿就很难，所以这边设置的很小，不要跟自己过不去嘛。
• coinbase：默认挖矿的矿工账号。
• timestamp：设置创世块的时间戳。
• parentHash：上一个区块的hash值，因为是创世块，所以值是0。
• extraData：附加信息，随便填。
• gasLimit：设置对GAS的消耗总量限制，用来限制区块能包含的交易信息总和。因为我们是私有链，所以可以写的大一些，方便开发测试。

初始化

接下来我们就需要将创世区块的初始信息写入区块链中，使用 geth init 命令。

# geth --datadir "./data" --networkid 31415926 --rpc --rpccorsdomain "*" init ./genesis.json

大致会输出如下信息：

INFO [03-12|19:36:02] Allocated cache and file handles
INFO [03-12|19:36:02] Writing custom genesis block
INFO [03-12|19:36:02] Persisted trie from memory database
INFO [03-12|19:36:02] Successfully wrote genesis state

此时的目录结构就变成如下：

.
├── data
│  ├── geth
│  │  ├── chaindata
│  │  │  ├── 000001.log
│  │  │  ├── CURRENT
│  │  │  ├── LOCK
│  │  │  ├── LOG
│  │  │  └── MANIFEST-000000
│  │  └── lightchaindata
│  │      ├── 000001.log
│  │      ├── CURRENT
│  │      ├── LOCK
│  │      ├── LOG
│  │      └── MANIFEST-000000
│  └── keystore
└── genesis.json

其中 keystore 目录用来保存账户信息，geth 目录用来保存区块信息。

启动

让我们接下来启动私有链吧！

# geth --datadir data --networkid 31415926 --rpc --rpccorsdomain "*" --nodiscover console

输出如下即表示成功进入 geth 的控制台：

Welcome to the Geth JavaScript console!

instance: Geth/v1.8.2-stable/darwin-amd64/go1.10
 modules: admin:1.0 debug:1.0 eth:1.0 miner:1.0 net:1.0 personal:1.0 rpc:1.0 txpool:1.0 web3:1.0

> 

创建账户

先别急着去挖矿，我们得先创建一个账户，不然挖出的 ether 塞哪里去呢！

ether 也就是我们说的以太币（ETH）。

先来看看是否已存在账户了，

> eth.accounts
[]

那我们新建两个（用于后面账户间的转账演示），

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"

> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"

现在我们就有两个账户了，

> eth.accounts
["0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a", "0x29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523"]

多说一句，我们此时去看看 keystore 目录，多出了两个文件，也就是我们刚才创建的两个账户密钥（丢了它，你就等于丢了币）

.
├── UTC--2018-03-12T11-46-09.722094891Z--880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a
└── UTC--2018-03-12T11-48-04.771328116Z--29a079bdbc6d4d122178fbe01558e5df2d008523

这时候让我们看看账户里有没有 ether，

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0

挖矿

一开始大家的账户里都没有 ether，那么都需要通过挖矿来获取。使用 miner.start() 命令开启挖矿，默认挖出的 ether 是存到 eth.coinbase 账户中的，也就是第一个账户。

> eth.coinbase
INFO [03-12|19:55:13] Etherbase automatically configured       address=0x880004Bb64282fb01A3A2500DDF1F4bB5AD4b64A
"0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a"

如果我们想要把挖到的矿存入其他账户，可以这样：

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true

好了，我们开始挖吧~

> miner.start(1)
> INFO [03-12|20:00:44] Commit new mining work                   number=1 txs=0 uncles=0 elapsed=513.188µs
INFO [03-12|20:00:47] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=0 elapsed=1.668s
INFO [03-12|20:00:49] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=1 elapsed=3.368s

等到 percentage 达到100就能挖出来了，请耐心等待~

INFO [03-12|20:04:15] Successfully sealed new block            number=4 hash=81db99…4db568
INFO [03-12|20:04:15] ? mined potential block                  number=4 hash=81db99…4db568

出现小锤头的时候意味着你挖到了！

那么我们先暂停挖矿，

> miner.stop()
true

然后看看账户余额，

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
85000000000000000000

不要被这个零的个数吓到，这里默认显示的以 wei 为单位的，而 1 ether = 10^18 wei，所以我们转换一下单位立马就清晰了，

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]), 'ether')
85

嗯，其实我们目前就挖了 85 个 ether~

转账

既然手头有了钱，分点给好朋友吧！

记得在转账前把自己解锁，类比银行卡转账，你得先输入密码才能转账。

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x880004bb64282fb01a3a2500ddf1f4bb5ad4b64a
Passphrase:
true

我决定转给好朋友 8 个 ether！

> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:web3.toWei(8,'ether')})
INFO [03-12|20:24:15] Submitted transaction                    fullhash=0x996a3037b75585415ece5b1dc28181833691760176b3f24066c93e7093a967e5 recipient=0x29a079BdbC6D4d122178FBe01558E5DF2D008523
"0x996a3037b75585415ece5b1dc28181833691760176b3f24066c93e7093a967e5"

我们可以看到目前只是向区块链提交了这笔转账交易，谁来执行这笔交易呢？矿工

我们还是得开启挖矿模式，把这笔转账交易执行掉。然后我们再来看看好朋友的账户里面有多少 ether 了，

> eth.getBalance(eth.accounts[1])
8000000000000000000

以太坊钱包

遥想当初第一次安装以太坊钱包的时候，为了下载以太坊主网络的全节点数据，整整下了5天，然后卡在最后几个区块死活动不了，最后弃疗。。。

这段磨人的经历想想都心塞，不过后来用了 Ethfans 的星火节点计划，导入了超级节点，peers 一下子增多，下载确实快多了。说回正题，这次我们需要让 Ethereum Wallet 连上我们的私有链，然后利用钱包的 UI 界面快速开发部署智能合约。

/Applications/Ethereum\ Wallet.app/Contents/MacOS/Ethereum\ Wallet --rpc "/path/to/data/geth.ipc"

注意这里的 --ipc 参数值是刚才项目里面 data 目录下的 geth.ipc，就是让钱包连接上本地的私有链。

异常情况

挖矿异常

如果出现 miner.start() 直接返回 null 的情况，请先查看是否还未创建过账户。

如果之前有搭建过本地私有链，那么请先将之前的 .ethash 目录删除，该目录在当前登录用户的家目录下。

总结

笔者一开始是选择最简单的开发流程去实践的：下载官方的 Ethereum Wallet 然后同步主网全节点，然后开发合约并部署。但是下载全节点的经历实在是不想回想，没日没夜同步了好几天还没同步全（离当前最新区块总是差那么几块同步不了，当然后来是解决了）。后来请教技术群友告知了我可以使用 Remix + MetaMask 这种轻量级开发流程，确实方便很多，调试开发用基于浏览器的 Remix IDE，部署合约用基于浏览器插件的 MetaMask。

但是有时候 Remix 加载很慢，而且这个解决方案没网络就不行了（大部分都有 WIFI 可以连，但是有的时候真的是没网络。。。）私有链挺好的解决了上述两个困扰我的问题，而且在搭建和使用私有链的过程，就是一次比较完整的区块链体验~

欢迎关注公众号：『比特扣』，与我一起探索区块链的世界。