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使用Hardhat部署至Moonbeam

概览

Hardhat是一个以太坊开发环境，可帮助开发人员管理和自动化构建智能合约和DApp所固有的重复性任务。Hardhat可以直接与Moonbeam的以太坊API交互，因此可以在部署智能合约至Moonbeam时使用。

本教程将涵盖如何使用Hardhat在Moonbase Alpha测试网上编译、部署和调试以太坊智能合约。本教程也同样适用于Moonbeam、Moonriver和Moonbeam开发节点。

查看先决条件

在开始之前，您将需要准备以下内容：

  • 安装MetaMask并将其连接至Moonbase Alpha
  • 具有拥有一定数量资金的账户。 您可以每24小时一次从Moonbase Alpha水龙头上获取DEV代币以在Moonbase Alpha上进行测试
  • 要在Moonbeam或Moonriver网络上测试本指南中的示例，您可以从受支持的网络端点提供商之一获取您自己的端点和API密钥

创建Hardhat项目

如果您还未有Hardhat项目，您将需要创建一个。为此，您可以执行以下步骤：

  1. 为您的项目创建一个目录

    mkdir hardhat && cd hardhat

  2. 初始化将创建package.json文件的项目

    npm init -y

  3. 安装Hardhat

    npm install hardhat

  4. 创建项目

    npx hardhat

    注意事项

    npx用于运行安装在项目中的本地可执行文件。虽然Hardhat可以全网安装，但是我们建议在每个项目中进行本地安装，这样您可以按项目控制项目版本。

  5. 系统将会显示菜单，允许您创建新的项目或使用范本项目。在本示例中，您可以选择Create an empty hardhat.config.js

Hardhat Create Project

这将在您的项目目录中创建一个Hardhat配置文件（hardhat.config.js）。

Hardhat项目创建完毕后，您可以安装Ethers plugin。这将为使用Ethers.js代码库与网络交互提供一种简便方式。您可以运行以下命令进行安装：

npm install @nomicfoundation/hardhat-ethers ethers

合约文件

现在您已经创建了一个空白的项目，接下来您可以通过运行以下命令创建一个contracts目录：

mkdir contracts && cd contracts

将要作为示例部署的智能合约被称为Box，这将存储一个数值，用于稍后检索使用。在contracts目录中，您可以创建Box.sol文件：

touch Box.sol

打开文件，并为其添加以下合约内容：

// contracts/Box.sol
pragma solidity ^0.8.1;

contract Box {
    uint256 private value;

    // Emitted when the stored value changes
    event ValueChanged(uint256 newValue);

    // Stores a new value in the contract
    function store(uint256 newValue) public {
        value = newValue;
        emit ValueChanged(newValue);
    }

    // Reads the last stored value
    function retrieve() public view returns (uint256) {
        return value;
    }
}

Hardhat配置文件

在部署合约至Moonbase Alpha之前，您将需要修改Hardhat配置文件，并创建一个安全的文件以便您存储私钥。

接下来，您可以遵循以下步骤修改hardhat.config.js文件并将Moonbase Alpha添加为网络：

  1. 导入插件

  2. 为您的私钥创建变量

    请记住

    请勿将您的私钥存储至JavaScript文件中。

  3. 在module.exports中，您需要提供Solidity版本

  4. 添加Moonbase Alpha网络配置。 您可以修改hardhat.config.js文件，使其可用于任何Moonbeam网络：

    moonbeam: {
    url: 'INSERT_RPC_API_ENDPOINT', // Insert your RPC URL here

    chainId: 1284, // (hex: 0x504)
    accounts: [privateKey]
  },

    moonriver: {
    url: 'INSERT_RPC_API_ENDPOINT', // Insert your RPC URL here

    chainId: 1285, // (hex: 0x505)
    accounts: [privateKey]
  },

    moonbase: {
    url: 'https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network',

    chainId: 1287, // (hex: 0x507)
    accounts: [privateKey]
  },

    dev: {
    url: 'http://127.0.0.1:9944',

    chainId: 1281, // (hex: 0x501)
    accounts: [privateKey]
  },

// 1. Import the Ethers plugin required to interact with the contract
require('@nomicfoundation/hardhat-ethers');

// 2. Add your private key from your pre-funded Moonbase Alpha testing account
const privateKey = 'INSERT_PRIVATE_KEY';

module.exports = {
  // 3. Specify the Solidity version
  solidity: "0.8.1",

  networks: {
    // 4. Add the Moonbase Alpha network specification
    moonbase: {
      url: 'https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network',
      chainId: 1287, // 0x507 in hex,
      accounts: [privateKey]
    }
  }
};

恭喜您！您现在可以开始部署了！

编译Solidity

您可以简单运行以下命令编译合约：

npx hardhat compile

Hardhat Contract Compile

编译后，将会创建一个artifacts目录：这保存了合约的字节码和元数据，为.json文件。您可以将此目录添加至您的.gitignore。

部署合约

要部署Box.sol智能合约，您将需要撰写一个简单的部署脚本。您可以为此脚本创建一个新目录并命名为scripts，然后为其添加一个名为deploy.js的新文件：

mkdir scripts && cd scripts
touch deploy.js

接下来，您需要通过ethers撰写一个部署脚本。因为您将使用Hardhat运行此脚本，所以您无需导入任何代码库。

要开始操作，您可以执行以下步骤：

  1. 通过getContractFactory方法为合约创建一个本地实例
  2. 使用此实例中存在的deploy方法来实例化智能合约
  3. 使用deployed等待部署
  4. 部署后，您可以使用合约实例获取合约的地址
// scripts/deploy.js
async function main() {
   // 1. Get the contract to deploy
   const Box = await ethers.getContractFactory('Box');
   console.log('Deploying Box...');

   // 2. Instantiating a new Box smart contract
   const box = await Box.deploy();

   // 3. Waiting for the deployment to resolve
   await box.waitForDeployment();

   // 4. Use the contract instance to get the contract address
   console.log('Box deployed to:', box.target);
}

main()
   .then(() => process.exit(0))
   .catch((error) => {
      console.error(error);
      process.exit(1);
   });

您现在可以使用run命令并指定moonbase作为网络来部署Box.sol合约：

npx hardhat run --network moonbase scripts/deploy.js

如果您正在使用另一个Moonbeam网络，请确保您已指定正确的网络。网络名称需要与hardhat.config.js中所定义的网络相匹配。

稍等片刻，合约将成功部署，您可以在终端看到合约地址。

Hardhat Contract Deploy

恭喜您，您的合约已完成！请保存地址，用于后续与合约实例的交互。

与合约交互

要在Moonbase Alpha上与您刚部署的合约交互，您可以通过运行以下命令启动Hardhat console：

npx hardhat console --network moonbase

接下来，您可以执行以下步骤（一次输入一行）：

  1. 创建一个Box.sol合约的本地实例

    const Box = await ethers.getContractFactory('Box');

  2. 使用合约地址，将本地实例连接至已部署的合约

    const box = await Box.attach('0x425668350bD782D80D457d5F9bc7782A24B8c2ef');

  3. 与此合约交互。在本示例中，您可以调用store方法并存储一个简单的值

    await box.store(5)

交易将通过您的Moonbase账户进行签署并传送至网络。后台输出将如下所示：

Transaction output

请注意您的地址将被标记为from，即合约地址，以及正在传送的data。现在，您可以通过运行以下命令来检索数值：

await box.retrieve();

您将看到5或者您初始存储的数值。

恭喜您，您已经成功使用Hardhat部署合约并与之交互。

使用Hardhat进行分叉

您可以使用Hardhat分叉（fork） 包括Moonbeam在内的任何EVM兼容链。分叉是在本地模拟实时Moonbeam网络，使您可以在本地测试环境中与已部署在Moonbeam上的合约交互。因为Hardhat的分叉是基于EVM实现，您可以通过Moonbeam和Hardhat支持的标准以太坊JSON RPC方法与分叉网络交互。

您需要了解一些使用Hardhat进行分叉的注意事项。您无法与任何Moonbeam预编译合约及其函数交互。预编译是Substrate实现的一部分，因此无法在模拟的EVM环境中复制。这将阻止您与Moonbeam上的跨链资产和基于Substrate的功能（例如质押和治理）进行交互。

当前分叉Moonbeam存在一个问题，为了解决此问题，您需要先手动修补Hardhat。您可以通过GitHub上的问题和相关PR获取更多信息。

修补Hardhat

在开始之前，您需要应用一个临时补丁来解决RPC错误，直到Hardhat修复了根本问题。错误如下所示：

Error HH604: Error running JSON-RPC server: Invalid JSON-RPC response's result.

Errors: Invalid value null supplied to : RpcBlockWithTransactions | null/transactions: RpcTransaction Array/0: RpcTransaction/accessList: Array<{ address: DATA, storageKeys: Array<DATA> | null }> | undefined, Invalid value null supplied to : RpcBlockWithTransactions | null/transactions: RpcTransaction Array/1: RpcTransaction/accessList: Array<{ address: DATA, storageKeys: Array<DATA> | null }> | undefined, Invalid value null supplied to : RpcBlockWithTransactions | null/transactions: RpcTransaction Array/2: RpcTransaction/accessList: Array<{ address: DATA, storageKeys: Array<DATA> | null }> | undefined

要修补Hardhat，您需要打开您项目中的node_modules/hardhat/internal/hardhat-network/jsonrpc/client.js文件。接下来，添加addAccessList函数并更新_perform和_performBatch函数。

现在，您可以移除预先存在的_perform和_performBatch函数，并在其中添加以下代码片段：

  addAccessList(method, rawResult) {
    if (
      method.startsWith('eth_getBlock') &&
      rawResult &&
      rawResult.transactions?.length
    ) {
      rawResult.transactions.forEach((t) => {
        if (t.accessList == null) t.accessList = [];
      });
    }
  }
  async _perform(method, params, tType, getMaxAffectedBlockNumber) {
    const cacheKey = this._getCacheKey(method, params);
    const cachedResult = this._getFromCache(cacheKey);
    if (cachedResult !== undefined) {
      return cachedResult;
    }
    if (this._forkCachePath !== undefined) {
      const diskCachedResult = await this._getFromDiskCache(
        this._forkCachePath,
        cacheKey,
        tType
      );
      if (diskCachedResult !== undefined) {
        this._storeInCache(cacheKey, diskCachedResult);
        return diskCachedResult;
      }
    }
    const rawResult = await this._send(method, params);
    this.addAccessList(method, rawResult);
    const decodedResult = (0, decodeJsonRpcResponse_1.decodeJsonRpcResponse)(
      rawResult,
      tType
    );
    const blockNumber = getMaxAffectedBlockNumber(decodedResult);
    if (this._canBeCached(blockNumber)) {
      this._storeInCache(cacheKey, decodedResult);
      if (this._forkCachePath !== undefined) {
        await this._storeInDiskCache(this._forkCachePath, cacheKey, rawResult);
      }
    }
    return decodedResult;
  }
  async _performBatch(batch, getMaxAffectedBlockNumber) {
    // Perform Batch caches the entire batch at once.
    // It could implement something more clever, like caching per request
    // but it's only used in one place, and those other requests aren't
    // used anywhere else.
    const cacheKey = this._getBatchCacheKey(batch);
    const cachedResult = this._getFromCache(cacheKey);
    if (cachedResult !== undefined) {
      return cachedResult;
    }
    if (this._forkCachePath !== undefined) {
      const diskCachedResult = await this._getBatchFromDiskCache(
        this._forkCachePath,
        cacheKey,
        batch.map((b) => b.tType)
      );
      if (diskCachedResult !== undefined) {
        this._storeInCache(cacheKey, diskCachedResult);
        return diskCachedResult;
      }
    }
    const rawResults = await this._sendBatch(batch);
    const decodedResults = rawResults.map((result, i) => {
      this.addAccessList(batch[i].method, result);
      return (0, decodeJsonRpcResponse_1.decodeJsonRpcResponse)(
        result,
        batch[i].tType
      );
    });
    const blockNumber = getMaxAffectedBlockNumber(decodedResults);
    if (this._canBeCached(blockNumber)) {
      this._storeInCache(cacheKey, decodedResults);
      if (this._forkCachePath !== undefined) {
        await this._storeInDiskCache(this._forkCachePath, cacheKey, rawResults);
      }
    }
    return decodedResults;
  }

然后，您可以通过运行以下命令使用patch-package自动应用代码包：

npx patch-package hardhat

随即会创建一个patches目录，现在您可以分叉Moonbeam且在运行时不会遇到任何错误了。

分叉Moonbeam

您可以从命令行分叉Moonbeam或配置您的Hardhat项目以始终从您的hardhat.config.js文件运行此分叉。要分叉Moonbeam或Moonriver，需要用到您自己的端点和API密钥，您可以从端点提供商所支持的列表中获取。

要从命令行分叉Moonbeam，您可以从您的Hardhat项目目录中运行以下命令：

npx hardhat node --fork INSERT_RPC_API_ENDPOINT

npx hardhat node --fork INSERT_RPC_API_ENDPOINT

npx hardhat node --fork https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network

如果您想要配置您的Hardhat项目，您可以使用以下配置更新您的hardhat.config.js文件：

...
networks: {
    hardhat: {
        forking: {
        url: "INSERT_RPC_API_ENDPOINT",
        }
    }
}
...

...
networks: {
    hardhat: {
        forking: {
        url: "INSERT_RPC_API_ENDPOINT",
        }
    }
}
...

...
networks: {
    hardhat: {
        forking: {
        url: "https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network",
        }
    }
}
...

当您启动Hardhat分叉时，您会有20个预先注资10,000个测试Token的开发账户。分叉好的实例位于http://127.0.0.1:8545/。在您的终端中，将会显示类似以下输出：

Forking terminal screen

要验证您是否已经分叉好网络，您可以查询最新区块号：

curl --data '{"method":"eth_blockNumber","params":[],"id":1,"jsonrpc":"2.0"}' -H "Content-Type: application/json" -X POST localhost:8545

如果您已经将result从16进制转换成十进制，您应该在分叉网络时获得了最新区块号。您可以使用区块浏览器交叉查询区块号。

在这里，您可以部署新的合约到您的Moonbeam分叉实例，或者通过创建已部署合约的本地实例与已部署合约交互。

要与已部署合约交互，您可以使用ethers在scripts目录中创建新的脚本。因为您将使用Hardhat运行此脚本，因此您无需导入任何库。在脚本中，您可以使用以下代码片段访问网络上的实时合约。

const hre = require('hardhat');

async function main() {
  const provider = new ethers.providers.StaticJsonRpcProvider(
    'http://127.0.0.1:8545/'
  );

  const contract = new ethers.Contract(
    'INSERT_CONTRACT_ADDRESS',
    'INSERT_CONTRACT_ABI',
    provider
  );
}

main().catch((error) => {
  console.error(error);
  process.exitCode = 1;
});
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Last update: September 28, 2023
| Created: March 21, 2022