45 分钟，如何从 0 到 1 开发一款区块链应用？

2019 年 8 月 1 日晚 8 点半，InfoQ 极客 Live 直播邀请了微众银行 FISCO BCOS 底层开发工程师李陈希，以「Fintech 夜话——FISCO BCOS 开源平台开发训练营」为题，向开发者分享 FISCO BCOS 底层开放平台特性，解读关于如何基于 FISCO BCOS 平台开发一个区块链应用以及开发过程中的注意事项。本文根据分享内容整理而成。

步步为赢，解读 FISCO BCOS 新特性

FISCO BCOS 发展至今，已不再单单是一个区块链的底层平台，围绕着 FISCO BCOS 的周边，微众银行开发了一系列的组件，包括控制台，SDK，企业级部署工具，区块链浏览器、Sample、文档、合约编译器、隐私保护组件等。

目前，FISCO BCOS 已发展为 2.0 版本，相较于之前的版本，FISCO BCOS 2.0 新增了多群组、并行计算模型、预编译合约等特性。

群组架构

群组架构是 FISCO BCOS 2.0 众多新特性中的主线，采用群组架构的网络中，根据业务场景的不同，可存在多个不同的账本，区块链节点可以根据业务关系选择群组加入，参与到对应账本的数据共享和共识过程中。该架构的特点是：

• 各群组独立执行共识流程，由群组内参与者决定如何进行共识，一个群组内的共识不受其他群组影响，各群组拥有独立的账本，维护自己的交易事务和数据，使得各群组之间解除耦合独立运作，可以达成更好的隐私隔离；

• 机构的节点只需部署一次，通过群组设置即可参与到不同的多方协作业务中，或将一个业务按用户、时间等维度分到各群组，群组架构可快速地平行扩展，在扩大了业务规模同时，极大简化了运维复杂度，降低管理成本。

分布式存储

节点可将数据存储在远端分布式系统中，克服了本地化数据存储的诸多限制。该方案有以下优点：

• 支持多种存储引擎，选用高可用的分布式存储系统，可以支持数据简便快速地扩容；

• 将计算和数据隔离，节点故障不会导致数据异常；

• 数据在远端存储，数据可以在更安全的隔离区存储，这在很多场景中非常有意义；

• 分布式存储不仅支持 Key-Value 形式，还支持 SQL 方式，使得业务开发更为简便；

• 世界状态的存储从原来的 MPT 存储结构转为分布式存储，避免了世界状态急剧膨胀导致性能下降的问题；

• 优化了数据存储的结构，更节约存储空间。

并行计算模型

采用并行计算模型可提升合约的并发吞吐量。1.0 版本以及大部分业界传统区块链平台，交易是被打包成一个区块，在一个区块中交易顺序串行执行的。2.0 版本基于预编译合约，实现一套并行交易处理模型，基于这个模型可以自定义交易互斥变量。在区块执行过程中，系统将会根据交易互斥变量自动构建交易依赖关系图——DAG，基于 DAG 并行执行交易，最好情况下性能可提升数倍（取决于 CPU 核数）。

预编译合约

FISCO BCOS 2.0 提供预编译合约框架，支持采用 C++ 编写合约，其优势是合约调用响应更快，运行速度更高，消耗资源更少，更易于并行计算，极大提升整个系统的效率。FISCO BCOS 内置了多个系统级的合约，提供准入控制、权限管理、系统配置、CRUD 式的数据存取等功能，这些功能天然集成在底层平台里，无需手动部署。

FISCO BCOS 开发实战

首先，以搭建单群组 FISCO BCOS 链为例操作。使用 build_chain.sh 脚本在本地搭建一条 4 节点 的 FISCO BCOS 链。

• 准备环境

• 搭建单群组 4 节点联盟链

在 fisco 目录下执行如下指令，生成一条单群组 4 节点的 FISCO 链。

bash build_chain.sh -l "127.0.0.1:4" -p 30300,20200,8545

其中，-l 参数表示每个节点的 IP 以及监听的 IP，-p 选项指定起始端口，分别是 p2p_port，channel_port，jsonrpc_port。

命令执行成功会输出 All completed。如果执行出错，请检查 nodes/build.log 文件中的错误信息。

• 启动 FISCO BCOS 链

bash nodes/127.0.0.1/start_all.sh

启动所有节点，成功会输出类似下面内容的相应。否则请使用 netstat -an | grep tcp 检查机器的 30300~30303，20200~20203，8545~8548 端口是否被占用。

try to start node0try to start node1try to start node2try to start node3node1 start successfullynode2 start successfullynode0 start successfullynode3 start successfully

• 检查进程

ps -ef | grep -v grep | grep fisco-bcos

正常情况会有类似下面的输出；如果进程数不为 4，则进程没有启动（一般是端口被占用导致的）。

fisco       5453     1  1 17:11 pts/0    00:00:02 /home/fisco/fisco/nodes/127.0.0.1/node0/../fisco-bcos -c config.inifisco       5459     1  1 17:11 pts/0    00:00:02 /home/fisco/fisco/nodes/127.0.0.1/node1/../fisco-bcos -c config.inifisco       5464     1  1 17:11 pts/0    00:00:02 /home/fisco/fisco/nodes/127.0.0.1/node2/../fisco-bcos -c config.inifisco       5476     1  1 17:11 pts/0    00:00:02 /home/fisco/fisco/nodes/127.0.0.1/node3/../fisco-bcos -c config.ini

• 检查日志输出

• 如下，查看节点 node0 链接的节点数。

tail -f nodes/127.0.0.1/node0/log/log*  | grep connected

正常情况会不停地输出链接信息，从输出可以看出 node0 与另外 3 个节点有链接。

info|2019-01-21 17:30:58.316769| [P2P][Service] heartBeat connected count,size=3info|2019-01-21 17:31:08.316922| [P2P][Service] heartBeat connected count,size=3info|2019-01-21 17:31:18.317105| [P2P][Service] heartBeat connected count,size=3

执行下面指令，检查是否在共识。

tail -f nodes/127.0.0.1/node0/log/log*  | grep +++

正常情况会不停输出 ++++Generating seal，表示共识正常。

info|2019-01-21 17:23:32.576197| [g:1][p:264][CONSENSUS][SEALER]++++++++++++++++Generating seal on,blkNum=1,tx=0,myIdx=2,hash=13dcd2da...info|2019-01-21 17:23:36.592280| [g:1][p:264][CONSENSUS][SEALER]++++++++++++++++Generating seal on,blkNum=1,tx=0,myIdx=2,hash=31d21ab7...info|2019-01-21 17:23:40.612241| [g:1][p:264][CONSENSUS][SEALER]++++++++++++++++Generating seal on,blkNum=1,tx=0,myIdx=2,hash=49d0e830...

接下来讲解与链的交互，以部署 Node.js SDK 为例：

• 环境要求

Node.js 及 npm: Node.js >= 8.10.0, npm >= 5.6.0 如果没有部署过 Node.js 环境，推荐使用 nvm 快速部署，使用 nvm 同时也能够避免潜在的导致 Node.js SDK 部署失败的权限问题。

• 拉取源代码

git clone https://github.com/FISCO-BCOS/nodejs-sdk.git

• 部署

如果网络中使用了代理，请先为 npm 配置代理。如果没有使用代理，请忽略。

npm config set proxy <your proxy>npm config set https-proxy <your proxy>

如果使用的网络不能顺利访问 npm 官方镜像，请使用其他镜像代替，如淘宝：

npm config set registry https://registry.npm.taobao.org# 部署过程中请确保能够访问外网以能够安装第三方依赖包cd nodejs-sdknpm installnpm run repocleannpm run bootstrap

• 使用 CLI 工具

Node.js SDK 自带一个 CLI 工具供用户在命令行中方便快捷地调用管理区块链的 Node.js API，同时 CLI 工具也能够方便地被应用到脚本中。CLI 工具在 Node.js SDK 提供的 API 的基础上开发而成，是一个展示如何使用 Node.js API 进行二次开发的范例。

CLI 工具的配置文件位于

nodejs-sdk/packages/cli/conf/config.json

配置文件中各字段的说明如下：

• privateKey: obzject，必需。外部账户的私钥，可以为一个 256 bits 的随机整数，也可以是一个 pem 或 p12 格式的私钥文件，后两者需要结合 get_account.sh 生成的私钥文件使用。privateKey 包含两个必需字段，一个可选字段：

• type: string，必需。用于指示私钥类型。type 的值必需为下列三个值之一：

• ecrandom：随机整数

• pem：pem 格式的文件

• p12：p12 格式的文件

• value：string，必需。用于指示私钥具体的值：

• 如果 type 为 ecrandom，则 value 为一个长度为 256 bits 的随机整数，其值介于 1 ~ 0xFFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFE BAAE DCE6 AF48 A03B BFD2 5E8C D036 4141 之间。

• 如果 type 为 pem，则 value 为 pem 文件的路径，如果是相对路径，需要以配置文件所在的目录为相对路径起始位置。

• 如果 type 为 p12，则 value 为 p12 文件的路径，如果是相对路径，需要以配置文件所在的目录为相对路径起始位置。

• password：string。如果 type 为 p12，则需要此字段以解密私钥，否则会忽略该字段。

• nodes: list，必需。FISCO BCOS 节点列表，CLI 工具在使用时会从该列表中随机挑选一个节点进行通信，要求节点数目必须 >= 1。每个节点包含两个字段：

• ip: string，必需。FISCO BCOS 节点的 IP 地址

• port: string，必需。FISCO BCOS 节点的 Channel 端口

• authentication：object，必需。包含建立 Channel 通信时所需的认证信息，一般在建链过程中自动生成。authentication 包含三个必需字段：

• key: string，必需。私钥文件路径，如果是相对路径，需要以配置文件所在的目录为相对路径起始位置。

• cert: string，必需。证书文件路径，如果是相对路径，需要以配置文件所在的目录为相对路径起始位置。

• ca: string，必需。CA 根证书文件路径，如果是相对路径，需要以配置文件所在的目录为相对路径起始位置。

• groupID: number。CLI 所操作的链的群组 ID

• timeout: number。CLI 工具所连节点可能会陷入停止响应的状态。为避免陷入无限等待，CLI 工具的每一项操作在 timeout 之后若仍没有得到结果，则强制退出。timeout 的单位为毫秒。

• solc: string。Node.js SDK 已经自带 0.4.26 及 0.5.10 版本的 Solidity 编译器，如果有特殊的编译器需求，可以设置本配置项为编译器的执行路径或全局命令。

• 配置证书及 Channel 端口

CLI 工具需要使用证书来与 FISCO BCOS 节点通讯，证书文件默认放置于 packages/cli/conf/ 目录。如果使用了快速建链，则命令如下：

cp nodes/127.0.0.1/sdk/* packages/cli/conf

端口配置位于 packages/cli/conf/config.json 文件的 nodes.port 配置项中，需要根据连接 FISCO BCOS 节点的实际配置修改该配置项以指定要访问的端口。如果使用了快速搭链，可以跳过此步。

cp nodes/127.0.0.1/sdk/* packages/cli/conf

配置完成后，即可开始使用 CLI 工具，CLI 工具位于 packages/cli/cli.js，所有操作均需要在 packages/cli/ 目录下执行，需要先切换至该目录：

cd packages/cli/

• 开启自动补全（仅针对 bash 及 zsh 用户）

• 为方便用户使用 CLI 工具，CLI 工具支持在 bash 或 zsh 中进行自动补全，此功能需要手动启用，执行命令：

rcfile=~/.$(basename $SHELL)rc && ./cli.js completion >> $rcfile && source $rcfile

便可启用自动补全。使用 CLI 工具时，按下 Tab 键（依据系统配置的不同，可能需要按两下）便可弹出候选命令或参数的列表并自动补全。

怎么样？是不是很简单？

一旦你开始从代码的入手，就真正踏上了 FISCO BCOS 学习之旅，区块链也将不再是一个高深莫测的概念，而是你可以真正触达，一个解决实际问题的技术武器。