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Polkadot.js API库

Intro diagram

概览

Polkadot.js API库允许应用程序开发者查询Moonbeam节点并使用JavaScript与节点的Polkadot或Substrate接口交互。在本教程中您将找到可用功能的概述和一些常用的代码示例,助您快速使用Polkadot.js API库与Moonbeam网络交互。

查看先决条件

在开始安装和使用Polkadot.js API库之前,您需要先安装Node.js。

本教程操作需安装Node.js(这个示例将使用v16.x)和「npm package manager」。您可通过Node.js下载或自行运行以下代码完成安装

curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_16.x | sudo -E bash -

sudo apt install -y nodejs
# You can use homebrew (https://docs.brew.sh/Installation)
brew install node

# Or you can use nvm (https://github.com/nvm-sh/nvm)
nvm install node

您可以通过请求每个安装包的版本来验证是否安装正确:

node -v
npm -v

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。

安装Polkadot.js API库

首先,您需要通过应用程序包管理器(如yarn)为您的项目安装Polkadot.js API库。您可以通过运行以下命令将其安装至您的项目目录:

yarn add @polkadot/api

创建API提供商实例

与ETH API库相似,您必须先实例化一个Polkadot.js API的API实例。使用您想要交互的Moonbeam网络的websocket端点创建WsProvider

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。

// Import
import { ApiPromise, WsProvider } from '@polkadot/api';

// Construct API provider
const wsProvider = new WsProvider('WSS-API-ENDPOINT-HERE');
const api = await ApiPromise.create({ provider: wsProvider });
// Import
import { ApiPromise, WsProvider } from '@polkadot/api';

// Construct API provider
const wsProvider = new WsProvider('WSS-API-ENDPOINT-HERE');
const api = await ApiPromise.create({ provider: wsProvider });
// Import
import { ApiPromise, WsProvider } from '@polkadot/api';

// Construct API provider
const wsProvider = new WsProvider('wss://wss.api.moonbase.moonbeam.network');
const api = await ApiPromise.create({ provider: wsProvider });
// Import
import { ApiPromise, WsProvider } from '@polkadot/api';

// Construct API provider
const wsProvider = new WsProvider('ws://127.0.0.1:9944');
const api = await ApiPromise.create({ provider: wsProvider });

元数据和动态API修饰

在深入了解通过Polkadot.js API库执行不同任务的细节之前,您需要先了库的一些基本运作原理。

当Polkadot.js API连接至节点时,首要做的一件事是检索元数据并根据元数据信息修饰API。元数据有效地以api.<type>.<module>.<section>形式提供数据,这些数据适合以下<type>类别之一:constsquerytx

因此,api.{consts, query, tx}.<module>.<method>端点中包含的所有信息都不是硬编码在API中的。这将允许如Moonbeam这样的平行链通过其Pallet自定义端点,这些端点可以通过Polkadot.js API库直接访问。

查询信息

在这一部分,您将学习如何使用Polkadot.js API库查询链上信息。

状态查询

这个类别的查询将检索与链当前状态的相关信息。这些端点通常采用api.query.<module>.<method>形式,其中模块和函数修饰是通过元数据生成。您可以通过检查api.query对象、通过console.log(api.query)或其他方式查看所有可用端点的列表。

以下是一个代码示例,用于检索给定地址的基本账户信息:

// Initialize the API provider as in the previous section
...

// Define wallet address
const addr = 'MOONBEAM-WALLET-ADDRESS-HERE';

// Retrieve the last timestamp
const now = await api.query.timestamp.now();

// Retrieve the account balance & current nonce via the system module
const { nonce, data: balance } = await api.query.system.account(addr);

// Retrieve the given account's next index/nonce, taking txs in the pool into account
const nextNonce = await api.rpc.system.accountNextIndex(addr);

console.log(`${now}: balance of ${balance.free} and a current nonce of ${nonce} and next nonce of ${nextNonce}`);

您可以在GitHub上查看完整的脚本

RPC查询

RPC调用为与节点之间的数据传输提供了骨干网。这意味着所有API端点,如api.queryapi.txapi.derive只是包装RPC调用,以节点预期的编码格式提供信息。

api.rpc接口遵循api.query类似的格式,例如:

// Initialize the API provider as in the previous section
...

// Retrieve the chain name
const chain = await api.rpc.system.chain();

// Retrieve the latest header
const lastHeader = await api.rpc.chain.getHeader();

// Log the information
console.log(`${chain}: last block #${lastHeader.number} has hash ${lastHeader.hash}`);

您可以在GitHub上查看完整的脚本

查询订阅

RPC支持使用订阅函数。您可以修改先前的示例,使其开始使用订阅函数来监听新的区块。

// Initialize the API provider as in the previous section
...

// Retrieve the chain name
const chain = await api.rpc.system.chain();

// Subscribe to the new headers
await api.rpc.chain.subscribeNewHeads((lastHeader) => {
  console.log(`${chain}: last block #${lastHeader.number} has hash ${lastHeader.hash}`);
});

api.rpc.subscribe*函数的基本模式是将回调传递给订阅函数,这将在每个新条目被导入时触发。

其他在api.query.*下的调用可以通过类似的方式修改以使用订阅函数,包括具有参数的调用。以下是一个订阅账户余额变化的示例:

// Initialize the API provider as in the previous section
...

// Define wallet address
const addr = 'MOONBEAM-WALLET-ADDRESS-HERE';

// Subscribe to balance changes for a specified account
await api.query.system.account(addr, ({ nonce, data: balance }) => {
  console.log(`free balance is ${balance.free} with ${balance.reserved} reserved and a nonce of ${nonce}`);
});

您可以在GitHub上查看完整的脚本

Keyrings

Keyring用于维持密钥对以及任何数据的签署,无论是传送、消息或者合约交互。

创建Keyring实例

您可以通过创建Keyring级别的实例并指定使用的默认钱包地址类型来创建一个实例。对于Moonbeam网络,其默认钱包类型为ethereum

// Import the keyring as required
import { Keyring } from '@polkadot/api';

// Create a keyring instance
const keyring = new Keyring({ type: 'ethereum' });

添加账户

将账户添加至keyring实例有多种方式,包括通过助记词和短格式密钥。以下范例代码将为您提供一些示例:

// Import the required packages
import Keyring from '@polkadot/keyring';
import { u8aToHex } from '@polkadot/util';
import { mnemonicToLegacySeed, hdEthereum} from '@polkadot/util-crypto';

// Import Ethereum account from mnemonic
const keyringECDSA = new Keyring({ type: 'ethereum' });
const mnemonic = 'MNEMONIC-HERE';

// Define index of the derivation path and the derivation path
const index = 0;
const ethDerPath = "m/44'/60'/0'/0/" + index;
const subsDerPath = '//hard/soft';
console.log(`Mnemonic: ${mnemonic}`);
console.log(`--------------------------\n`);

// Extract Ethereum address from mnemonic
const newPairEth = keyringECDSA.addFromUri(`${mnemonic}/${ethDerPath}`);
console.log(`Ethereum Derivation Path: ${ethDerPath}`);
console.log(`Derived Ethereum Address from Mnemonic: ${newPairEth.address}`);

// Extract private key from mnemonic
const privateKey = u8aToHex(
  hdEthereum(mnemonicToLegacySeed(mnemonic, '', false, 64), ethDerPath).secretKey
);
console.log(`Derived Private Key from Mnemonic: ${privateKey}`);
console.log(`--------------------------\n`);

// Extract address from private key
const otherPair = await keyringESDSA.addFromUri(privateKey);
console.log(`Derived Address from Private Key: ${otherPair.address}`);

事务

由元数据确定的事务端点在api.tx端点上公开显示。这允许您提交事务使其包含在区块中,如传送、部署合约、与Pallet交互或者Moonbeam支持的其他内容等。

发送基本事务

以下是发送基本交易的示例。此代码示例还将检索交易的编码调用数据,以及交易哈希。

// Initialize the API provider as in the previous section
...

// Initialize the keyring instance as in the previous section
...

// Initialize wallet key pairs
const alice = keyring.addFromUri('ALICE-ACCOUNT-PRIVATE-KEY');
const bob = 'BOB-ACCOUNT-PUBLIC-KEY';

// Form the transaction
const tx = await api.tx.balances
  .transfer(bob, 12345)

// Retrieve the encoded calldata of the transaction
const encodedCalldata = tx.method.toHex()
console.log(encodedCallData)

// Sign and send the transaction
const txHash = await tx
    .signAndSend(alice);

// Show the transaction hash
console.log(`Submitted with hash ${txHash}`);

您可以在GitHub上查看完整的脚本

请注意signAndSend函数也可以接受如nonce等可选参数。例如,signAndSend(alice, { nonce: aliceNonce })。您可以使用状态查询的示例代码 来获取正确数据,包括内存池(mempool)中的事务。

事务事件

任何事务将会发出事件,无论如何这将始终为特定事务发送system.ExtrinsicSuccesssystem.ExtrinsicFailed事件。这些为事务提供整体执行结果,即执行成功或失败。

根据发送的事务,可能还会发出一些其他事件,例如余额转账事件,这其中可能包括一个或多个balance.Transfer事件。

转账API页面包含一个示例代码片段,用于订阅新的最终区块头并检索所有balance.Transfer事件。

批处理事务

Polkadot.js API允许通过api.tx.utility.batch函数批处理事务。这些批处理事务从同一个发送者按顺序依次处理。事务处理费可以使用paymentInfo函数来计算。以下示例进行了多笔转账,同时也使用api.tx.parachainStaking模块来发起请求以减少特定候选收集人的绑定量:

// Initialize the API provider as in the previous section
...

// Initialize the keyring instance as in the previous section
...

// Initialize wallet key pairs as in the previous section
...

// Construct a list of transactions to batch
const collator = 'COLLATOR-ACCOUNT-PUBLIC-KEY';
const txs = [
  api.tx.balances.transfer(bob, 12345),
  api.tx.balances.transfer(charlie, 12345),
  api.tx.parachainStaking.scheduleDelegatorBondLess(collator, 12345)
];

// Estimate the fees as RuntimeDispatchInfo, using the signer (either
// address or locked/unlocked keypair) 
const info = await api.tx.utility
  .batch(txs)
  .paymentInfo(alice);

console.log(`estimated fees: ${info}`);

// Construct the batch and send the transactions
api.tx.utility
  .batch(txs)
  .signAndSend(alice, ({ status }) => {
    if (status.isInBlock) {
      console.log(`included in ${status.asInBlock}`);
    }
  });

您可以在GitHub上查看完整的脚本

注意事项

​ 您可以通过添加console.log(api.tx.parachainStaking);到代码,查看parachainStaking模块的全部可用功能。

Substrate和自定义RPC请求

RPC作为函数在特定模块公开显示。这意味着一旦可使用后,您可以通过api.rpc.<module>.<method>(...params[])调用任意RPC。这也同样适用于以polkadotApi.rpc.eth.*形式使用Polkadot.js API访问以太坊RPC。

一些通过Polkadot.js API可用的方法也可以通过Moonbeam节点上的JSON-RPC端点调用。本节将提供一些示例;您可以通过调用 api.rpc.rpc.methods() 或下面列出的 rpc_methods 端点来查看公开的RPC端点列表。

  • methods()

    • 接口 - api.rpc.rpc.methods
    • JSON-RPC - rpc_methods
    • 返回 - 节点公开的RPC方法列表
      curl --location --request POST 'https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network' \
      --header 'Content-Type: application/json' \
      --data-raw '{
        "jsonrpc":"2.0",
        "id":1,
        "method":"rpc_methods",
        "params": []
      }'
    
  • getBlock(hash?: BlockHash)

    • 接口 - api.rpc.chain.getBlock
    • JSON-RPC - chain_getBlock
    • 返回 - 由区块哈希参数指定的区块header和body
      curl --location --request POST 'https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network' \
      --header 'Content-Type: application/json' \
      --data-raw '{
        "jsonrpc":"2.0",
        "id":1,
        "method":"chain_getBlock",
        "params": ["0x870ad0935a27ed8684048860ffb341d469e091abc2518ea109b4d26b8c88dd96"]
      }'
    
  • getFinalizedHead()

    • 接口 api.rpc.chain.getFinalizedHead
    • JSON-RPC chain_getFinalizedHead
    • 返回 最新最终确定区块的区块哈希
      curl --location --request POST 'https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network' \
      --header 'Content-Type: application/json' \
      --data-raw '{
        "jsonrpc":"2.0",
        "id":1,
        "method":"chain_getHeader",
        "params": []
      }'
    

共识和确定性页面提供了使用自定义RPC调用来检查交易确定性的示例。

实用工具方法

Polkadot.js API 还包括许多实用程序库,用于计算常用的加密原语和哈希函数。

以下示例通过首先计算其RLP(递归长度前缀)编码,然后使用keccak256对结果进行哈希来预先计算Legacy类型以太坊交易的交易哈希。

import { encode } from '@polkadot/util-rlp';
import { keccakAsHex } from '@polkadot/util-crypto';
import { numberToHex } from '@polkadot/util';

// Define the raw signed transaction
const txData = {
    nonce: numberToHex(1),
    gasPrice: numberToHex(21000000000),
    gasLimit: numberToHex(21000),
    to: '0xc390cC49a32736a58733Cf46bE42f734dD4f53cb',
    value: numberToHex(1000000000000000000),
    data: '',
    v: "0507",
    r: "0x5ab2f48bdc6752191440ce62088b9e42f20215ee4305403579aa2e1eba615ce8",
    s: "0x3b172e53874422756d48b449438407e5478c985680d4aaa39d762fe0d1a11683"
}

// Extract the values to an array
var txDataArray = Object.keys(txData)
    .map(function (key) {
        return txData[key];
    });

// Calculate the RLP encoded transaction
var encoded_tx = encode(txDataArray)

// Hash the encoded transaction using keccak256
console.log(keccakAsHex(encoded_tx))

您可以查看相应的NPM存储库页面以获取其中的可用方法列表库及其相关文档。

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