摘要：使用開發(fā)一個簡單的應(yīng)用程序。而且，當(dāng)鍵值對是以形式存在的時候，世界狀態(tài)可以通過配置使用數(shù)據(jù)庫例如來支持富查詢。每一個交易都使用一組比如來和賬本進行交互。

原文地址：https://www.xuanzhangjiong.to...
作者：TopJohn

本文示例源于fabric-samples中的fabcar
https://github.com/hyperledge...

在這個例子中，我們通過一個簡單的示例程序來了解Fabric應(yīng)用是如何運行的。在這個例子中使用的應(yīng)用程序和智能合約（鏈碼）統(tǒng)稱為FabCar。這個例子很好地提供了一個開始用于理解Hyperledger Fabric。在這里，你將學(xué)會如何開發(fā)一個應(yīng)用程序和智能合約來查詢和更新賬本，如何利用CA來生成一個應(yīng)用程序需要的用于和區(qū)塊鏈交互的X.509證書。

我們使用應(yīng)用程序SDk來執(zhí)行智能合約中的查詢更新賬本的操作，這些操作在智能合約中借助底層接口實現(xiàn)。

我們將通過3個步驟來進行講解：

搭建開發(fā)環(huán)境。我們的應(yīng)用程序需要和網(wǎng)絡(luò)交互，因此我們需要一個智能合約和應(yīng)用程序使用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

學(xué)習(xí)一個簡單的智能合約，F(xiàn)abCar。我們使用JavaScript開發(fā)智能合約。我們通過查看智能合約來學(xué)習(xí)應(yīng)用程序如何使用智能合約發(fā)送交易，如何使用智能合約來查詢和更新賬本。

使用FabCar開發(fā)一個簡單的應(yīng)用程序。我們的應(yīng)用程序會使用FabCar智能合約來查詢及更新賬本上的汽車資產(chǎn)。我們將進入應(yīng)用程序的代碼中去了解如何創(chuàng)建交易，包括查詢一輛汽車的信息，查詢一批汽車的信息以及創(chuàng)建一輛汽車。

注意：下面的部分需要進入你克隆到本地的fabric-samples倉庫的first-network子目錄。

如果你已經(jīng)學(xué)習(xí)了 Building Your First Network，你應(yīng)該已經(jīng)下載了fabric-samples而且已經(jīng)運行起了一個網(wǎng)絡(luò)。在你進行本教程之前，你需要停止這個網(wǎng)絡(luò)：

./byfn.sh down

如果你之前運行過這個教程，使用下面的命令關(guān)掉所有停止或者運行的容器。注意，這將關(guān)掉所有的容器，不論是否和Fabric有關(guān)。

docker rm -f $(docker ps -aq)
docker rmi -f $(docker images | grep fabcar | awk "{print $3}")

如果你沒有這個網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用相關(guān)的開發(fā)環(huán)境和構(gòu)件，請訪問 Prerequisites頁面，確保你的機器安裝了必要的依賴。

接下來，如果你還沒有這樣做的話，請瀏覽 Install Samples, Binaries and Docker Images頁面，跟著上面的操作進行。當(dāng)你克隆了fabric-samples倉庫，下載了最新的穩(wěn)定版Fabric鏡像和相關(guān)工具之后回到教程。

如果你使用的是Mac OS和Mojava，你需要安裝Xcode。

下面的部分需要進入fabric-samples倉庫的fabcar子目錄。

使用startFabric.sh來啟動你的網(wǎng)絡(luò)。這個命令將啟動一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)由peer節(jié)點、排序節(jié)點、證書授權(quán)服務(wù)等組成。同時也將安裝和初始化javascript版本的FabCar智能合約，我們的應(yīng)用程序?qū)⑼ㄟ^它來操作賬本。我們將通過本教程學(xué)習(xí)更過關(guān)于這些組件的內(nèi)容。

./startFabric.sh javascript

現(xiàn)在，我們已經(jīng)運行起來了一個示例網(wǎng)絡(luò)，還安裝和初始化了FabCar智能合約。為了運行我們的應(yīng)用程序，我們需要安裝一些依賴，同時讓我們看一下它們是如何工作的。

注意：下邊的章節(jié)需要進入你克隆到本地的fabric-samples倉庫的fabcar/javascript子目錄。
下面的命令來安裝應(yīng)用程序所需的Fabric有關(guān)的依賴。大概將話費1分鐘左右的時間：

npm install

這個指令用于安裝應(yīng)用程序所需的依賴，這些依賴被定義在package.json中。其中最重要的是fabric-network類；它使得應(yīng)用程序可以使用身份、錢包和連接到通道的網(wǎng)關(guān)，以及提交交易和等待通知。本教程也將使用fabric-ca-client類來注冊用戶以及他們的授權(quán)證書，生成一個fabric-network使用的合法的身份。

一旦npm install執(zhí)行成功，運行應(yīng)用程序所需的一切就準(zhǔn)備好了。在這個教程中，你將主要使用fabcar/javascript目錄下的JavaScript文件來操作應(yīng)用程序。讓我們來了解一下里面有哪些文件：

ls

你將看到下列文件：

enrollAdmin.js  node_modules       package.json  registerUser.js
invoke.js       package-lock.json  query.js      wallet

里面也有一些其他編程語言的文件，比如fabcar/typescript目錄中。當(dāng)你使用過JavaScript示例之后-其實都是類似的。

如果你在使用Mac OS而且運行的是Mojava你需要[安裝Xcode](https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/en/latest/tutorial/installxcode.html)。

下面的部分涉及執(zhí)行和CA服務(wù)器通訊的過程。你在執(zhí)行下面的程序的時候，打開一個終端執(zhí)行docker logs -f ca.example.com來查看CA的日志，會是十分有幫助的。

當(dāng)我們創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)的時候，一個叫admin的用戶已經(jīng)被授權(quán)服務(wù)器（CA）創(chuàng)建為登記員。我們第一步要做的是使用enroll.js程序為admin生成私鑰，公鑰和x.509證書。這個程序使用一個證書簽名請求 (CSR)--先在本地生成私鑰和公鑰，然后把公鑰發(fā)送到CA，CA會發(fā)布一個應(yīng)用程序使用的證書。這三個憑證會保存在錢包中，以便于我們以管理員的身份使用CA。

接下來我們會注冊和登記一個新的應(yīng)用程序用戶，我們將使用這個用戶來通過應(yīng)用程序和區(qū)塊鏈進行交互。

讓我們登記一個admin用戶：

node enrollAdmin.js

這個命令將CA管理員證書保存在wallet目錄。

現(xiàn)在我們在錢包里放了管理員的證書，我們可以登記一個新用戶--user1--用這個用戶來查詢和更新賬本：

node registerUser.js

和登記管理員類似，這個程序使用了CSR來登記user1并把它的證書保存到admin所在的錢包中?，F(xiàn)在我們有了2個獨立的用戶--admin和user1--它們都將用于我們的應(yīng)用程序。

接下來是賬本交互時間...

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都擁有一個賬本的副本，應(yīng)用程序可以通過執(zhí)行智能合約查詢賬本上的最新舒徐來實現(xiàn)查詢賬本操作，將結(jié)果返回給應(yīng)用程序。

這是一個如何查詢的簡單闡述：

應(yīng)用程序使用查詢從ledger讀取數(shù)據(jù)。最常見的就是查詢當(dāng)前賬本中的最新值--世界狀態(tài)。世界狀態(tài)是一個鍵值對的集合，應(yīng)用程序可以根據(jù)一個鍵或者多個鍵來查詢數(shù)據(jù)。而且，當(dāng)鍵值對是以JSON形式存在的時候，世界狀態(tài)可以通過配置使用數(shù)據(jù)庫（例如CouchDB）來支持富查詢。這個特性對于查詢匹配特定的鍵的值是很有幫助的，比如查詢一個人的所有汽車。

首先，讓我們使用query.js程序來查詢賬本上的所有汽車。這個程序使用我們的第二個身份--user1--來操作賬本。

node query.js

輸出結(jié)果如下：

Wallet path: ...fabric-samples/fabcar/javascript/wallet
Transaction has been evaluated, result is:
[{"Key":"CAR0", "Record":{"colour":"blue","make":"Toyota","model":"Prius","owner":"Tomoko"}},
{"Key":"CAR1", "Record":{"colour":"red","make":"Ford","model":"Mustang","owner":"Brad"}},
{"Key":"CAR2", "Record":{"colour":"green","make":"Hyundai","model":"Tucson","owner":"Jin Soo"}},
{"Key":"CAR3", "Record":{"colour":"yellow","make":"Volkswagen","model":"Passat","owner":"Max"}},
{"Key":"CAR4", "Record":{"colour":"black","make":"Tesla","model":"S","owner":"Adriana"}},
{"Key":"CAR5", "Record":{"colour":"purple","make":"Peugeot","model":"205","owner":"Michel"}},
{"Key":"CAR6", "Record":{"colour":"white","make":"Chery","model":"S22L","owner":"Aarav"}},
{"Key":"CAR7", "Record":{"colour":"violet","make":"Fiat","model":"Punto","owner":"Pari"}},
{"Key":"CAR8", "Record":{"colour":"indigo","make":"Tata","model":"Nano","owner":"Valeria"}},
{"Key":"CAR9", "Record":{"colour":"brown","make":"Holden","model":"Barina","owner":"Shotaro"}}]

讓我們近距離看一下這個程序。使用文本編輯器（如atom或者visual studio）打開query.js。

應(yīng)用程序開始的時候就從fabric-network模塊引入了兩個關(guān)鍵的類FileSystemWallet和Gateway。這兩個類將用于定位錢包中user1的身份，并且使用這個身份連接網(wǎng)絡(luò)：

const { FileSystemWallet, Gateway } = require("fabric-network");

應(yīng)用程序使用網(wǎng)關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)：

const gateway = new Gateway();
await gateway.connect(ccp, { wallet, identity: "user1" });

這段代碼創(chuàng)建了一個新的網(wǎng)關(guān)，然后通過它來讓應(yīng)用程序連接網(wǎng)絡(luò)。cpp描述了網(wǎng)關(guān)通過wallet中的user1來連接網(wǎng)絡(luò)。打開 ../../basic-network/connection.json來查看cpp是如何解析一個JSON文件的：

const ccpPath = path.resolve(__dirname, "..", "..", "basic-network", "connection.json");
const ccpJSON = fs.readFileSync(ccpPath, "utf8");
const ccp = JSON.parse(ccpJSON);

如果你想了解更多關(guān)于連接配置文件的結(jié)構(gòu)以及它是怎么定義網(wǎng)絡(luò)的，請查閱 the connection profile topic

一個網(wǎng)絡(luò)可以被拆分成很多個通道，代碼中下一個很重要的地方是將應(yīng)用程序連接到特定的通道mychannel上：

在這個通道中，我們可以通過fabcar智能合約來和賬本進行交互：

const contract = network.getContract("fabcar");

在fabcar中有許多不同的交易，我們的應(yīng)用程序先使用queryAllCars交易來查詢賬本的世界狀態(tài)：

const result = await contract.evaluateTransaction("queryAllCars");

evaluateTransaction方法呈現(xiàn)了一種和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的智能合約交互的最簡單的方法。它只是根據(jù)配置文件中的定義連接一個節(jié)點，然后向節(jié)點發(fā)送請求，在節(jié)點內(nèi)執(zhí)行該請求。智能合約查詢了節(jié)點賬本上的所有汽車，然后把結(jié)果返回給應(yīng)用程序。這次交互并沒有更新賬本。

讓我們看一看FabCar智能合約里的交易。進入fabric-samples下的子目錄chaincode/fabcar/javascript/lib，然后用你的編輯器打開fabcar.js。

看一下我們的智能合約是如何通過Contract類來定義的：

class FabCar extends Contract {...

在這個類結(jié)構(gòu)中，你將看到定義了以下交易： initLedger，queryCar，queryAllCars，createCar和changeCarOwner。例如：

async queryCar(ctx, carNumber) {...}
async queryAllCars(ctx) {...}

讓我們更進一步看一下 queryAllCars ，看一下它是怎么和賬本交互的。

async queryAllCars(ctx) {

  const startKey = "CAR0";
  const endKey = "CAR999";

  const iterator = await ctx.stub.getStateByRange(startKey, endKey);

這段代碼定義了 queryAllCars 將要從賬本獲取的汽車的范圍。從 CAR0 到 CAR999 的每一輛車 -- 一共 1000 輛車，假定每個鍵都被合適地錨定了 -- 將會作為查詢結(jié)果被返回。 代碼中剩下的部分，通過迭代將查詢結(jié)果打包成 JSON 并返回給應(yīng)用。

下邊將展示應(yīng)用程序如何調(diào)用智能合約中的不同交易。每一個交易都使用一組 API 比如 getStateByRange 來和賬本進行交互。了解更多API請閱讀detail。

你可以看到我們的queryAllCars交易，還有另一個叫做createCar。我們稍后將在教程中使用他們來更新賬本，和添加新的區(qū)塊。

但是在那之前，返回到query程序，更改evaluateTransaction的請求來查詢?yōu)?b>CAR4。query程序現(xiàn)在如下：

const result = await contract.evaluateTransaction("queryCar", "CAR4");

保存程序，然后返回到fabcar/javascript目錄?，F(xiàn)在，再次運行query程序：

node query.js

你應(yīng)該會看到如下所示：

Wallet path: ...fabric-samples/fabcar/javascript/wallet
Transaction has been evaluated, result is:
{"colour":"black","make":"Tesla","model":"S","owner":"Adriana"}

如果你查看一下之前queryAllCars的交易結(jié)果，你會看到CAR4是Adriana的黑色 Tesla model S，也就是這里返回的結(jié)果，是一樣的。

我們可以使用queryCar交易來查詢?nèi)我馄?，使用它的鍵（比如CAR0）得到車輛的制造商、型號、顏色和車主等相關(guān)信息。

非常好?，F(xiàn)在你應(yīng)該已經(jīng)了解了智能合約中基礎(chǔ)的查詢交易，也手動修改了查詢程序中的參數(shù)。

是時候進行更新賬本了。

現(xiàn)在我們已經(jīng)完成一些賬本的查詢操作，添加了一些代碼，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好更新賬本了。有很 的更新操作我們可以做，但是我們從創(chuàng)建一輛新車開始。

從一個應(yīng)用程序的角度來說，更新一個賬本很簡單。應(yīng)用程序向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)提交一個交易， 當(dāng)交易被驗證和提交后，應(yīng)用程序會收到一個交易成功的提醒。但是在底層，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中各組件中不同的共識程序協(xié)同工作，來保證賬本的每一個更新提案都是合法的，而且有一個大家一致認可的順序。

上圖中，我們可以看到完成這項工作的主要組件。同時，多個節(jié)點中每一個節(jié)點都擁有一份賬本的副本，并可選的擁有一份智能合約的副本，網(wǎng)絡(luò)中也有一個排序服務(wù)。排序服務(wù)保證網(wǎng)絡(luò)中交易的一致性；它也將連接到網(wǎng)絡(luò)中不同的應(yīng)用程序的交易以定義好的順序生成區(qū)塊。

我們對賬本的的第一個更新是創(chuàng)建一輛新車。我們有一個多帶帶的程序叫做invoke.js，用來更新賬本。和查詢一樣，使用一個編輯器打開程序定位到我們構(gòu)建和提交交易到網(wǎng)絡(luò)的代碼段：

await contract.submitTransaction("createCar", "CAR12", "Honda", "Accord", "Black", "Tom");

看一下應(yīng)用程序如何調(diào)用智能合約的交易createCar來創(chuàng)建一輛車主為Tom的黑色Honda Accord汽車。我們使用CAR12作為這里的鍵，這也說明了我們不必使用連續(xù)的鍵。

保存并運行程序：

node invoke.js

如果執(zhí)行成功，你將看到類似輸出：

Wallet path: ...fabric-samples/fabcar/javascript/wallet
2018-12-11T14:11:40.935Z - info: [TransactionEventHandler]: _strategySuccess: strategy success for transaction "9076cd4279a71ecf99665aed0ed3590a25bba040fa6b4dd6d010f42bb26ff5d1"
Transaction has been submitted

注意inovke程序使用的是submitTransactionAPI和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交互的，而不是evaluateTransaction。

await contract.submitTransaction("createCar", "CAR12", "Honda", "Accord", "Black", "Tom");

submitTransaction比evaluateTransaction要復(fù)雜的多。不只是和單個節(jié)點交互，SDK將把submitTransaction提案發(fā)送到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中每一個必要的組織的節(jié)點。每一個節(jié)點都將根據(jù)這個提案執(zhí)行請求的智能合約，并生成一個該節(jié)點簽名的交易響應(yīng)并返回給SDK 。SDK將所有經(jīng)過簽名的交易響應(yīng)收集到一個交易中，這個交易將會被發(fā)送到排序節(jié)點。排序節(jié)點搜集并排序每個應(yīng)用的交易，并把這些交易放入到一個交易區(qū)塊。然后排序節(jié)點將這些區(qū)塊分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，每一筆交易都會在節(jié)點中進行驗證和提交。最后，SDK會后到提醒，并把控制權(quán)返回給應(yīng)用程序。

submitTransaction也會包括一個監(jiān)聽器用于確保交易已經(jīng)被校驗和提交到賬本里了。應(yīng)用程序需要利用監(jiān)聽器或者使用submitTransaction接口，它內(nèi)部已經(jīng)實現(xiàn)了監(jiān)聽器。如果沒有監(jiān)聽器，你可能無法確定交易是否被排序校驗以及提交。

應(yīng)用程序中的這些工作由submitTransaction完成！應(yīng)用程序、智能合約、節(jié)點和排序服務(wù)一起工作來保證網(wǎng)絡(luò)中賬本一致性的程序被稱為共識。

為了查看這個被寫入賬本的交易，返回到query.js并將參數(shù)CAR4更改為CAR12。

換句話說就是將：

const result = await contract.evaluateTransaction("queryCar", "CAR4");

改為：

const result = await contract.evaluateTransaction("queryCar", "CAR12");

再次保存，然后查詢：

node query.js

將返回：

Wallet path: ...fabric-samples/fabcar/javascript/wallet
Transaction has been evaluated, result is:
{"colour":"Black","make":"Honda","model":"Accord","owner":"Tom"}

恭喜。你創(chuàng)建了一輛汽車并驗證了它記錄在賬本上！

現(xiàn)在我們已經(jīng)完成了，我們假設(shè)Tom很大方，想把他的Honda Accord送給一個叫Dave的人。

為了完成這個，返回到invoke.js然后利用輸入的參數(shù)，將智能合約的交易從createCar改為changeCarOwner：

await contract.submitTransaction("changeCarOwner", "CAR12", "Dave");

第一個參數(shù) ---CAR12--- 表示將要易主的車。第二個參數(shù) ---Dave--- 表示車的新主人。

再次保存并執(zhí)行程序：

node invoke.js

現(xiàn)在我們來再次查詢賬本，以確定Dave和CAR12鍵已經(jīng)關(guān)聯(lián)起來了：

node query.js

將返回如下結(jié)果：

Wallet path: ...fabric-samples/fabcar/javascript/wallet
Transaction has been evaluated, result is:
{"colour":"Black","make":"Honda","model":"Accord","owner":"Dave"}

CAR12的主人已經(jīng)從Tom變成了Dave。

在實際的應(yīng)用中，智能合約有權(quán)限控制邏輯。舉個例子，只有有權(quán)限的用戶可以創(chuàng)建新車，只有車子的擁有者可以轉(zhuǎn)移車輛所屬權(quán)。

現(xiàn)在我們已經(jīng)完成了賬本的查詢和更新，你也應(yīng)該比較了解如何通過智能合約和區(qū)塊鏈進行交互來查詢賬本和更新賬本了。在教程中已經(jīng)講解了查詢和更新的智能合約，API和SDK，想必你對其他商業(yè)場景也有了一定的了解和認識。

通過FabCar這個例子，我們可以快速學(xué)習(xí)如何基于Node SDK開發(fā)應(yīng)用程序。