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一、前言

在区块链技术快速发展的今天，如何将其应用于实际业务场景成为开发者关注的重点。FISCO BCOS作为国产优秀的联盟链平台，为企业级区块链应用开发提供了强大支持。本文将跟随官方教程，详细记录基于FISCO BCOS构建第一个区块链应用的全过程，涵盖从业务分析到最终实现的完整流程。

二、业务场景分析：简易资产管理系统

区块链技术因其防篡改、可追溯的特性，在金融领域有着天然优势。本次实践选择开发一个简易的资产管理系统，主要实现以下核心功能：

  • 资产注册：在区块链上登记资产账户及初始金额
  • 资产转账：实现不同账户间的资产转移
  • 资产查询：查询指定账户的资产余额

这个场景虽然简单，但涵盖了区块链应用开发的核心流程，非常适合作为入门案例。

三、智能合约设计与实现

3.1 存储结构设计

FISCO BCOS提供了合约CRUD接口开发模式，允许通过合约创建表结构并进行数据操作。针对资产管理需求，设计了名为t_asset的表：

  • account：资产账户，作为主键（string类型）
  • asset_value：资产金额（uint256类型）

该表结构示例如下：

account asset_value
Alice 10000
Bob 20000

3.2 接口设计

根据业务目标，定义了三个核心接口：

  • select(string account)：查询资产金额
  • register(string account, uint256 amount)：资产注册
  • transfer(string from_asset_account, string to_asset_account, uint256 amount)：资产转移

3.3 完整合约代码

pragma solidity ^0.4.24;
import "./Table.sol";

contract Asset {
    // 事件定义，用于记录关键操作
    event RegisterEvent(int256 ret, string account, uint256 asset_value);
    event TransferEvent(int256 ret, string from_account, string to_account, uint256 amount);

    constructor() public {
        // 构造函数中创建表
        createTable();
    }

    function createTable() private {
        TableFactory tf = TableFactory(0x1001);
        // 创建t_asset表，指定主键和字段
        tf.createTable("t_asset", "account", "asset_value");
    }

    function openTable() private returns (Table) {
        TableFactory tf = TableFactory(0x1001);
        Table table = tf.openTable("t_asset");
        return table;
    }

    // 查询资产金额
    function select(string account) public constant returns (int256, uint256) {
        Table table = openTable();
        Entries entries = table.select(account, table.newCondition());
        uint256 asset_value = 0;
        if (0 == uint256(entries.size())) {
            return (-1, asset_value);
        } else {
            Entry entry = entries.get(0);
            return (0, uint256(entry.getInt("asset_value")));
        }
    }

    // 资产注册
    function register(string account, uint256 asset_value) public returns (int256) {
        int256 ret_code = 0;
        int256 ret = 0;
        uint256 temp_asset_value = 0;
        
        (ret, temp_asset_value) = select(account);
        if (ret != 0) {
            Table table = openTable();
            Entry entry = table.newEntry();
            entry.set("account", account);
            entry.set("asset_value", int256(asset_value));
            int count = table.insert(account, entry);
            if (count == 1) {
                ret_code = 0;
            } else {
                ret_code = -2;
            }
        } else {
            ret_code = -1;
        }
        emit RegisterEvent(ret_code, account, asset_value);
        return ret_code;
    }

    // 资产转移
    function transfer(string from_account, string to_account, uint256 amount) public returns (int256) {
        int ret_code = 0;
        int256 ret = 0;
        uint256 from_asset_value = 0;
        uint256 to_asset_value = 0;
        
        // 检查转出账户是否存在
        (ret, from_asset_value) = select(from_account);
        if (ret != 0) {
            ret_code = -1;
            emit TransferEvent(ret_code, from_account, to_account, amount);
            return ret_code;
        }
        
        // 检查转入账户是否存在
        (ret, to_asset_value) = select(to_account);
        if (ret != 0) {
            ret_code = -2;
            emit TransferEvent(ret_code, from_account, to_account, amount);
            return ret_code;
        }
        
        // 检查余额是否充足
        if (from_asset_value < amount) {
            ret_code = -3;
            emit TransferEvent(ret_code, from_account, to_account, amount);
            return ret_code;
        }
        
        // 检查金额是否溢出
        if (to_asset_value + amount < to_asset_value) {
            ret_code = -4;
            emit TransferEvent(ret_code, from_account, to_account, amount);
            return ret_code;
        }
        
        Table table = openTable();
        Entry entry0 = table.newEntry();
        entry0.set("account", from_account);
        entry0.set("asset_value", int256(from_asset_value - amount));
        int count = table.update(from_account, entry0, table.newCondition());
        if (count != 1) {
            ret_code = -5;
            emit TransferEvent(ret_code, from_account, to_account, amount);
            return ret_code;
        }
        
        Entry entry1 = table.newEntry();
        entry1.set("account", to_account);
        entry1.set("asset_value", int256(to_asset_value + amount));
        table.update(to_account, entry1, table.newCondition());
        
        emit TransferEvent(ret_code, from_account, to_account, amount);
        return ret_code;
    }
}

注意：该合约依赖FISCO BCOS提供的系统合约Table.sol，实现对表的CRUD操作

四、合约编译与Java接口生成

Solidity合约无法被Java程序直接调用，需要通过控制台工具将其编译为Java类。具体步骤如下：

  1. 将Asset.sol和Table.sol放在console/contracts/solidity目录
  2. 执行编译脚本：
# 切换到console目录
cd ~/fisco/console/
# 编译合约，指定Java包名
./sol2java.sh org.fisco.bcos.asset.contract

编译成功后会在console/contracts/sdk目录生成：

  • abi目录：存放合约ABI文件
  • bin目录：存放合约字节码文件
  • java目录：存放生成的Java合约类

生成的Asset.java包含了与Solidity合约对应的Java接口：

package org.fisco.bcos.asset.contract;
public class Asset extends Contract {
    // 转账接口
    public RemoteCall<TransactionReceipt> transfer(String from_account, String to_account, BigInteger amount);
    // 注册接口
    public RemoteCall<TransactionReceipt> register(String account, BigInteger asset_value);
    // 查询接口
    public RemoteCall<Tuple2<BigInteger, BigInteger>> select(String account);
    // 加载合约
    public static Asset load(String contractAddress, Web3j web3j, Credentials credentials, ContractGasProvider contractGasProvider);
    // 部署合约
    public static RemoteCall<Asset> deploy(Web3j web3j, Credentials credentials, ContractGasProvider contractGasProvider);
}

五、SDK配置与项目搭建

5.1 获取Java工程项目

# 下载项目压缩包
cd ~
curl -LO https://github.com/FISCO-BCOS/LargeFiles/raw/master/tools/asset-app.tar.gz
# 解压项目
tar -zxf asset-app.tar.gz

5.2 项目目录结构

asset-app/
├── build.gradle          # Gradle配置文件
├── gradle/
│   ├── wrapper/
│   │   ├── gradle-wrapper.jar
│   │   └── gradle-wrapper.properties
├── gradlew               # Linux执行脚本
├── gradlew.bat           # Windows执行脚本
├── src/
│   ├── main/
│   │   ├── java/
│   │   │   └── org/
│   │   │       └── fisco/
│   │   │           └── bcos/
│   │   │               └── asset/
│   │   │                   ├── client/      # 客户端调用类
│   │   │                   │   └── AssetClient.java
│   │   │                   └── contract/    # 合约Java类
│   │   │                       └── Asset.java
│   │   └── resources/
│   │       ├── applicationContext.xml       # 项目配置文件
│   │       ├── contract.properties          # 合约地址配置
│   │       ├── log4j.properties             # 日志配置
│   │       └── contract/
│   │           ├── Asset.sol                # Solidity合约
│   │           └── Table.sol
├── tool/
│   └── asset_run.sh     # 运行脚本

5.3 引入Web3SDK

项目已在build.gradle中配置好Web3SDK依赖：

repositories {
    maven { 
        url "http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/" 
    }
    maven { url "https://dl.bintray.com/ethereum/maven/" }
    mavenCentral ()
}

dependencies {
    compile('org.fisco-bcos:web3sdk:2.1.0')
}

5.4 证书与配置文件

拷贝区块链节点的SDK证书到项目资源目录：

cp fisco/nodes/127.0.0.1/sdk/* asset-app/src/test/resources/

六、业务开发：Java客户端实现

6.1 核心类设计：AssetClient

AssetClient.java是业务逻辑的核心，负责合约的部署与调用，主要包含以下功能模块：

6.1.1 初始化
// 初始化Web3j和Credentials对象
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
Service service = context.getBean(Service.class);
service.run();

ChannelEthereumService channelEthereumService = new ChannelEthereumService();
channelEthereumService.setChannelService(service);
Web3j web3j = Web3j.build(channelEthereumService, 1);

Credentials credentials = Credentials.create(Keys.createEcKeyPair());
6.1.2 合约对象创建
// 部署合约
Asset asset = Asset.deploy(web3j, credentials, new StaticGasProvider(gasPrice, gasLimit)).send();

// 加载已部署合约
Asset asset = Asset.load(contractAddress, web3j, credentials, new StaticGasProvider(gasPrice, gasLimit));
6.1.3 接口调用
// 查询资产
Tuple2<BigInteger, BigInteger> result = asset.select(assetAccount).send();

// 注册资产
TransactionReceipt registerReceipt = asset.register(assetAccount, amount).send();

// 资产转账
TransactionReceipt transferReceipt = asset.transfer(fromAccount, toAccount, amount).send();

七、项目运行与功能验证

7.1 编译项目

# 切换到项目目录
cd ~/asset-app
# 编译项目
./gradlew build

编译成功后在dist目录生成运行脚本。

7.2 部署合约

cd dist
bash asset_run.sh deploy
# 输出示例：Deploy Asset successfully, contract address is 0xd09ad04220e40bb8666e885730c8c460091a4775

7.3 注册资产

bash asset_run.sh register Alice 100000
# 输出：Register account successfully => account: Alice, value: 100000

bash asset_run.sh register Bob 100000
# 输出：Register account successfully => account: Bob, value: 100000

7.4 查询资产

bash asset_run.sh query Alice
# 输出：account Alice, value 100000

bash asset_run.sh query Bob
# 输出：account Bob, value 100000

7.5 资产转移

bash asset_run.sh transfer Alice Bob 50000
# 输出：Transfer successfully => from_account: Alice, to_account: Bob, amount: 50000

bash asset_run.sh query Alice
# 输出：account Alice, value 50000

bash asset_run.sh query Bob
# 输出：account Bob, value 150000

八、参考资料

  • FISCO BCOS文档：https://www.bookstack.cn/read/fisco-bcos-2.4-zh
# 区块链
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