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开发流程

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概览

ICP (Internet Computer Protocol) 接受并执行以 WebAssembly (Wasm) 二进制格式编写的智能合约。理论上,开发者可以直接在 Wasm 字节码中编写有效的智能合约。然而这样做过于繁琐且耗时,标准做法是使用更高级的编程语言(例如 JavaScript/TypeScript, Motoko, Python 或 Rust )编写智能合约代码,然后将其编译成 Wasm。

ICP 生态系统中的主要开发工具是 dfx。dfx 是一个命令行多功能工具,在整个开发过程中开发者都会用到它:从生成开发者密钥,到设置新项目,进而到编译、部署和管理智能合约。

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默认情况下,dfx 生成的项目结构会包含两个智能合约:前端容器和后端容器。

  • 前端容器包含 Web 资产,如 JavaScript、HTML、CSS 和图像,这些资产会提供给浏览器;
  • 后端容器则定义了智能合约的实际程序逻辑。
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前端和后端容器的配置只是一种约定。实际上您可以编写一个单一的容器,它既包含了智能合约的程序逻辑、又托管了 Web 资产。

由于智能合约可以使用不同的编程语言编写,因此它们都需要在接受参数和返回结果的二进制格式上达成一致。这种通用格式允许用户和智能合约调用其他智能合约,而不用关心它们是用哪种语言编写的。在传统编程中,这个概念被称为应用程序二进制接口(ABI)。ICP 拥有自己的 ABI 语言,称之为 Candid,它类似于 JSON 或 Protobuf、但专为 ICP 而定制。

在开发过程中,dfx 使用后端的 ABI 自动生成前端的 JavaScript 样板代码。生成的样板代码在底层使用了一个名为 agent-js 的库对 Candid 值进行编码,并从浏览器向后端容器发出 HTTP 请求。您可以认为 agent-js 类似于以太坊中的 web3.js。

Wasm 标准仅定义了 Wasm 虚拟机的指令和内存。至于 Wasm 程序如何与其他程序和用户交互则由托管虚拟机的宿主决定。ICP 作为 Wasm 的宿主,提供了一组函数供 Wasm 代码读取传入的参数、调用系统和其他智能合约、并返回结果,这些函数统称为系统 API 。开发者不应直接使用系统 API,因为过于底层且容易出错。相反,开发人员应使用特定语言的容器开发包 (CDK),这些库是对系统 API 的高级封装。

部署智能合约

开发者可以在本地测试网络或 ICP 主网上部署智能合约。本地测试网络内置于 dfx 中,可以通过 dfx start 命令运行。本地测试网络由单个节点(即本地计算机)组成。请注意,截至目前 ICP 没有官方的公共测试网络。

开发者需要 ICP 代币或 cycles 以在 ICP 主网上部署智能合约。使用 ICP 代币时,dfx 会自动将所需数量的代币转换为 cycles,这是因为所有与智能合约相关的操作都需要使用 cycles 进行支付。有关如何获取 cycles 的更多信息,请参阅此指南

部署智能合约的命令是 dfx deploy,它会自动将源代码构建为 Wasm 二进制文件、并将其部署到目标网络。默认情况下该命令会针对本地测试网络,通过传递额外的 –-network ic 参数,可以指示该命令使用主网进行部署。这里无需指定要连接的节点的 URL,因为 dfx 已经预先配置了主网边界(RPC)节点的 URLs,但是您可以通过编辑 dfx 配置文件来更改 URL。

更多关于 dfx 开发相关的命令请参考该指南

调用智能合约

通常调用后端智能合约的方法有三种:

  • 使用浏览器加载托管在前端智能合约中的网页,并使用网页的用户界面与后端智能合约进行交互。
    在底层,用户界面使用 JavaScript 和 agent-js 向后端智能合约发送消息。这是普通用户与智能合约交互的标准方式。

  • 使用 dfx canister call 命令,并将输入参数作为命令行参数传递。
    在底层,dfx 使用名为 ic-agent 的 Rust 库向智能合约发送消息。

  • 编写一个链下程序,并使用代理库向后端智能合约发送消息。

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