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Web3.py Python代码库

Intro diagram

概览

Web3.py是一组代码库,允许开发者使用Python,并通过HTTP、IPC或WebSocket协议与以太坊节点交互。Moonbeam拥有与以太坊相似的API供用户使用,其与以太坊风格的JSON RPC调用完全兼容。因此,开发者可以利用此兼容特性并使用Web3.py库与Moonbeam节点交互,与在以太坊操作相同。

在本教程中,您将学习如何使用Web3.py库在Moonbase Alpha上发送交易和部署合约。本教程也同样适用于MoonbeamMoonriverMoonbeam开发节点

查看先决条件

在开始本教程示例之前,您将需要提前准备以下内容:

  • 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。

注意事项

本教程示例基于Ubuntu 18.04和MacOS的环境,用户需根据其所使用的Windows版本进行微调。

创建Python项目

首先,您需要创建一个目录,以存储您在本教程中将要创建的所有文件:

mkdir web3-examples && cd web3-examples

在本教程中,您将需要安装Web3.py代码库和Solidity编译器。您可以通过运行以下命令来安装两者的安装包:

pip3 install web3 py-solc-x

在Moonbeam上设置Web3.py

您可以为任何Moonbeam网络配置Web3.py。 要为Moonbeam或Moonriver网络配置您的项目,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。

每个网络最简单的设置方式如下所示:

from web3 import Web3

web3 = Web3(Web3.HTTPProvider('RPC-API-ENDPOINT-HERE')) # Insert your RPC URL here
from web3 import Web3

web3 = Web3(Web3.HTTPProvider('RPC-API-ENDPOINT-HERE')) # Insert your RPC URL here
from web3 import Web3

web3 = Web3(Web3.HTTPProvider('https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network'))
from web3 import Web3

web3 = Web3(Web3.HTTPProvider('http://127.0.0.1:9933'))

发送交易

在这一部分,您将需要创建一些脚本。第一个脚本将用于发送交易前查看账户余额。第二个脚本将执行交易。

您也可以使用余额脚本在交易发送后查看账户余额。

查看余额脚本

您仅需要一个文件以查看交易发送前后两个地址的余额。首先,您可以运行以下命令创建一个balances.py文件:

touch balances.py

接下来,您将为此文件创建脚本并完成以下步骤:

  1. 设置Web3提供者

  2. 定义address_fromaddress_to变量

  3. 使用web3.eth.get_balance函数获取账户余额并使用web3.fromWei格式化结果

# 1. Add the Web3 provider logic here:
# {...}

# 2. Create address variables
address_from = "ADDRESS-FROM-HERE"
address_to = "ADDRESS-TO-HERE"

# 3. Fetch balance data
balance_from = web3.fromWei(web3.eth.get_balance(address_from), "ether")
balance_to = web3.fromWei(web3.eth.get_balance(address_to), "ether")

print(f"The balance of { address_from } is: { balance_from } ETH")
print(f"The balance of { address_to } is: { balance_to } ETH")

您可以查看GitHub上的完整脚本

您可以运行以下命令以运行脚本并获取账户余额:

python3 balances.py

如果成功,发送地址和接收地址的余额将以ETH为单位显示在终端。

发送交易脚本

您仅需要一个文件即可在账户之间执行交易。在本示例中,您将从拥有私钥的发送地址转移1个DEV Token至另一个地址。首先,您可以运行以下命令创建一个transaction.py文件:

touch transaction.py

接下来,您将为此文件创建脚本并完成以下步骤:

  1. 导入将在接下来的步骤中使用的rpc_gas_price_strategy以获取用于交易的gas价格

  2. 设置Web3提供者

  3. 定义account_from,包括private_keyaddress_to变量。此处需要私钥以签署交易。请注意:此处操作仅用于演示目的,请勿将您的私钥存储在Python文件中

  4. 使用Web3.py Gas Price API设置gas价格策略。在本示例中,您将使用导入的rpc_gas_price_strategy

  5. 使用web3.eth.account.sign_transaction函数创建和签署交易,传入交易的noncegasgasPricetovalue以及发送者的private_key。您可以通过web3.eth.get_transaction_count函数并传入发送者地址获取nonce。您可以通过web3.eth.generate_gas_price函数预设gasPrice。您可以通过web3.toWei函数将数字格式化成以Wei为单位的易读数字

  6. 使用web3.eth.send_raw_transaction函数发送已签署交易,然后使用web3.eth.wait_for_transaction_receipt函数等待获取交易回执

# 1. Import the gas strategy
from web3.gas_strategies.rpc import rpc_gas_price_strategy

# 2. Add the Web3 provider logic here:
# {...}

# 3. Create address variables
account_from = {
    "private_key": "YOUR-PRIVATE-KEY-HERE",
    "address": "PUBLIC-ADDRESS-OF-PK-HERE",
}
address_to = "ADDRESS-TO-HERE"

print(
    f'Attempting to send transaction from { account_from["address"] } to { address_to }'
)

# 4. Set the gas price strategy
web3.eth.set_gas_price_strategy(rpc_gas_price_strategy)

# 5. Sign tx with PK
tx_create = web3.eth.account.sign_transaction(
    {
        "nonce": web3.eth.get_transaction_count(account_from["address"]),
        "gasPrice": web3.eth.generate_gas_price(),
        "gas": 21000,
        "to": address_to,
        "value": web3.toWei("1", "ether"),
    },
    account_from["private_key"],
)

# 6. Send tx and wait for receipt
tx_hash = web3.eth.send_raw_transaction(tx_create.rawTransaction)
tx_receipt = web3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)

print(f"Transaction successful with hash: { tx_receipt.transactionHash.hex() }")

您可以查看GitHub上的完整脚本

您可以在终端运行以下命令以运行脚本:

python3 transaction.py

如果交易成功,您将在终端看到显示的交易哈希。

您也可以使用balances.py脚本为发送地址和接收地址查看余额是否变化。整体操作流程如下所示:

Send Tx Web3py

部署合约

在下几个部分中您将要编译和部署的合约是一个简单的增量合约,命名为Incrementer.sol。您可以先为合约创建一个文件:

touch Incrementer.sol

接下来,您可以添加Solidity代码至文件:

// SPDX-License-Identifier: MIT

pragma solidity ^0.8.0;

contract Incrementer {
    uint256 public number;

    constructor(uint256 _initialNumber) {
        number = _initialNumber;
    }

    function increment(uint256 _value) public {
        number = number + _value;
    }

    function reset() public {
        number = 0;
    }
}

constructor函数将在合约部署时运行,设置存储在链上的数字变量的初始值(默认值为0)。increment函数将提供的_value添加至当前数字,但是需要发送一个交易以修改存储的数据。最后,reset函数将存储的数值重置为零。

注意事项

此合约为简单示例,仅供演示使用,其数值无实际意义。

编译合约脚本

在这一部分,您将创建一个脚本,此脚本使用Solidity编译器为Incrementer.sol合约输出字节码和接口(ABI)。首先,您可以运行以下命令创建一个compile.py文件:

touch compile.py

接下来,您将为此文件创建脚本并完成以下步骤:

  1. 导入solcx程序包

  2. (可选)如果您还未安装Solidity编译器,您可以通过solcx.install_solc函数进行安装

  3. 使用solcx.compile_files函数编译Incrementer.sol函数

  4. 导出合约的ABI和字节码

# 1. Import solcx
import solcx

# 2. If you haven't already installed the Solidity compiler, uncomment the following line
# solcx.install_solc()

# 3. Compile contract
temp_file = solcx.compile_files('Incrementer.sol')

# 4. Export contract data
abi = temp_file['Incrementer.sol:Incrementer']['abi']
bytecode = temp_file['Incrementer.sol:Incrementer']['bin']

部署合约脚本

有了用于编译Incrementer.sol合约的脚本,您就可以使用结果以发送部署的签名交易。首先,您可以为部署的脚本创建一个名为deploy.py的文件:

touch deploy.py

接下来,您将为此文件创建脚本并完成以下步骤:

  1. 导入ABI和字节码

  2. 设置Web3提供者

  3. 定义account_from,包括private_key变量。此私钥将用于签署交易。请注意:此处操作仅用于演示目的,请勿将您的私钥存储在Python文件中

  4. 使用web3.eth.contract函数并传入合约的ABI和字节码创建合约实例

  5. 使用合约实例并传入需要增量的数值创建构造交易。在本示例中,您可以将数值设置为5。随后,您将使用buildTransaction函数传入交易信息,包括发送者的fromnonce。您可以通过web3.eth.get_transaction_count函数获取nonce

  6. 使用web3.eth.account.sign_transaction函数签署交易并传入构造交易和发送者的private_key

  7. 使用web3.eth.send_raw_transaction函数发送已签署交易,然后使用web3.eth.wait_for_transaction_receipt函数等待获取交易回执

# 1. Import the ABI and bytecode
from compile import abi, bytecode

# 2. Add the Web3 provider logic here:
# {...}

# 3. Create address variable
account_from = {
    'private_key': 'YOUR-PRIVATE-KEY-HERE',
    'address': 'PUBLIC-ADDRESS-OF-PK-HERE',
}

print(f'Attempting to deploy from account: { account_from["address"] }')

# 4. Create contract instance
Incrementer = web3.eth.contract(abi=abi, bytecode=bytecode)

# 5. Build constructor tx
construct_txn = Incrementer.constructor(5).buildTransaction(
    {
        'from': account_from['address'],
        'nonce': web3.eth.get_transaction_count(account_from['address']),
    }
)

# 6. Sign tx with PK
tx_create = web3.eth.account.sign_transaction(construct_txn, account_from['private_key'])

# 7. Send tx and wait for receipt
tx_hash = web3.eth.send_raw_transaction(tx_create.rawTransaction)
tx_receipt = web3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)

print(f'Contract deployed at address: { tx_receipt.contractAddress }')

您可以查看GitHub上的完整脚本

您可以在终端运行以下命令以运行脚本:

python3 deploy.py

如果成功,合约地址将显示在终端。

Deploy Contract Web3py

读取合约数据(调用函数){: #read-contract-data }

调用函数是无需修改合约存储(更改变量)的交互类型,这意味着无需发送交易,只需读取已部署合约的各种存储变量。

首先,您需要创建一个文件并命名为get.py

touch get.py

接下来,您可以遵循以下步骤创建脚本:

  1. 导入ABI

  2. 设置Web3提供者

  3. 定义account_from,包括private_key变量。此私钥将用于签署交易。请注意:此处操作仅用于演示目的,请勿将您的私钥存储在Python文件中

  4. 使用web3.eth.contract函数并传入已部署合约的ABI和地址创建合约实例

  5. 使用合约实例,您随后可以调用number函数

# 1. Import the ABI
from compile import abi

# 2. Add the Web3 provider logic here:
# {...}

# 3. Create address variable
contract_address = 'CONTRACT-ADDRESS-HERE'

print(f'Making a call to contract at address: { contract_address }')

# 4. Create contract instance
Incrementer = web3.eth.contract(address=contract_address, abi=abi)

# 5. Call Contract
number = Incrementer.functions.number().call()

print(f'The current number stored is: { number } ')

您可以查看GitHub上的完整脚本

您可以在终端运行以下命令以运行脚本:

python3 get.py

如果成功,数值将显示在终端。

交互合约(发送函数){: #interact-with-contract }

发送函数是修改合约存储(更改变量)的交互类型,这意味着需要签署和发送交易。在这一部分,您将创建两个脚本:一个是增量,另一个是重置增量器。首先,您可以为每个脚本创建一个文件,并分别命名为increment.pyreset.py

touch increment.py reset.py

接下来,打开increment.py文件并执行以下步骤以创建脚本:

  1. 导出ABI

  2. 设置Web3提供者

  3. 定义account_from,包括private_key、已部署合约contract_address以及要增量的value。此私钥将用于签署交易。请注意:此处操作仅用于演示目的,请勿将您的私钥存储在Python文件中

  4. 使用web3.eth.Contract函数并传入已部署合约的ABI和地址以创建合约实例

  5. 使用合约实例和传入要增量的数值创建构造交易。随后,您将使用buildTransaction函数传入交易信息,包括发送者的from地址和nonce。您可以通过web3.eth.get_transaction_count函数获取nonce

  6. 使用web3.eth.account.sign_transaction函数签署交易并传入增量交易和发送者的private_key

  7. 使用web3.eth.send_raw_transaction函数发送已签署交易,然后使用web3.eth.wait_for_transaction_receipt函数等待获取交易回执

# 1. Import the ABI
from compile import abi

# 2. Add the Web3 provider logic here:
# {...}

# 3. Create variables
account_from = {
    'private_key': 'YOUR-PRIVATE-KEY-HERE',
    'address': 'PUBLIC-ADDRESS-OF-PK-HERE',
}
contract_address = 'CONTRACT-ADDRESS-HERE'
value = 3

print(
    f'Calling the increment by { value } function in contract at address: { contract_address }'
)

# 4. Create contract instance
Incrementer = web3.eth.contract(address=contract_address, abi=abi)

# 5. Build increment tx
increment_tx = Incrementer.functions.increment(value).buildTransaction(
    {
        'from': account_from['address'],
        'nonce': web3.eth.get_transaction_count(account_from['address']),
    }
)

# 6. Sign tx with PK
tx_create = web3.eth.account.sign_transaction(increment_tx, account_from['private_key'])

# 7. Send tx and wait for receipt
tx_hash = web3.eth.send_raw_transaction(tx_create.rawTransaction)
tx_receipt = web3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)

print(f'Tx successful with hash: { tx_receipt.transactionHash.hex() }')

您可以查看GitHub上的完整脚本

您可以在终端运行以下命令以运行脚本:

python3 increment.py

如果成功,交易哈希将显示在终端。您可以在increment.py脚本旁边使用get.py脚本以确保数值如预期变化:

Increment Contract Web3py

接下来,您可以打开reset.py文件并执行以下步骤以创建脚本:

  1. 导入ABI

  2. 设置Web3提供者

  3. 定义account_from,包括private_key和已部署合约contract_address。此私钥将用于签署交易。请注意:此处操作仅用于演示目的,请勿将您的私钥存储在Python文件中

  4. 使用web3.eth.contract函数并传入已部署合约的ABI和地址以创建合约实例

  5. 使用合约实例构建重置交易。随后,您将使用buildTransaction函数传入交易信息,包括发送者的from地址和nonce。您可以通过web3.eth.get_transaction_count函数获取nonce

  6. 使用web3.eth.account.sign_transaction函数签署交易并传入重置交易和发送者的private_key

  7. 使用web3.eth.send_raw_transaction函数发送已签署交易,然后使用web3.eth.wait_for_transaction_receipt函数等待获取交易回执

# 1. Import the ABI
from compile import abi

# 2. Add the Web3 provider logic here:
# {...}

# 3. Create variables
account_from = {
    'private_key': 'YOUR-PRIVATE-KEY-HERE',
    'address': 'PUBLIC-ADDRESS-OF-PK-HERE',
}
contract_address = 'CONTRACT-ADDRESS-HERE'

print(f'Calling the reset function in contract at address: { contract_address }')

# 4. Create contract instance
Incrementer = web3.eth.contract(address=contract_address, abi=abi)

# 5. Build reset tx
reset_tx = Incrementer.functions.reset().buildTransaction(
    {
        'from': account_from['address'],
        'nonce': web3.eth.get_transaction_count(account_from['address']),
    }
)

# 6. Sign tx with PK
tx_create = web3.eth.account.sign_transaction(reset_tx, account_from['private_key'])

# 7. Send tx and wait for receipt
tx_hash = web3.eth.send_raw_transaction(tx_create.rawTransaction)
tx_receipt = web3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)

print(f'Tx successful with hash: { tx_receipt.transactionHash.hex() }')

您可以查看GitHub上的完整脚本

您可以在终端运行以下命令以运行脚本:

python3 reset.py

如果成功,交易哈希将显示在终端。您可以在reset.py脚本旁边使用get.py脚本以确保数值如预期变化:

Reset Contract Web3py

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