Hyperledger Fabric Chaincode开发详解（实例说明）

1. 导言

目前fabric开发主要分两大块，一是chaincode链上代码的开发，二是基于SDK的application开发；

本文主要是介绍fabric chaincode api，对api的功能和参数进行说明，同时针对每个主要api都给出了

使用例子。

1. 目标：

1. 熟悉fabric chaincode常用api的功能和使用方法；
2. 熟悉fabric chaincode的开发流程以及能够编写chaincode；

1. 入门实例

Go语言开发Chaincode链码

Chaincode的go代码首先需要一定结构体struct，然后在struct结构体上定义两个函数Init和Invoke，最后定义main函数作为chaincode的入口，模板如下：

4. Chaincode API

4.1 初始化接口

func (t *SimpleChaincode) Init(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response

Init（初始化）方法会在chaincode接收到instantiate（实例化）或者upgrade(升级)交易时被调用，进而使得chaincode顺利执行必要的初始化操作，包括初始化应用的状态；

 

4.2 Invoke接口

func (t *SimpleChaincode) invoke(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response

Invoke（调用）方法会在响应invoke（调用）交易时被调用以执行交易。根据传入的参数不同判断调用不同的函数，完成不同的功能。

 

4.3 参数获取接口(shim.ChaincodeStubInterface)

4.3.1 GetArgs() [][]byte 

以byte数组的数组的形式获得传入的参数列表

4.3.2 GetStringArgs() []string

以字符串数组的形式获得传入的参数列表

4.3.3 GetFunctionAndParameters() (string, []string)

将字符串数组的参数分为两部分，数组第一个字是Function，剩下的都是Parameter

4.3.4 GetArgsSlice() ([]byte, error) 

以byte切片的形式获得参数列表

4.4 增删改查State DB

4.4.1增改数据PutState(key string, value []byte) error

对于State DB来说，增加和修改数据是统一的操作，因为State DB是一个Key Value数据库，如果我们指定的Key在数据库中已经存在，那么就是修改操作，如果Key不存在，那么就是插入操作。对于实际的系统来说，我们的Key可能是单据编号，或者系统分配的自增ID+实体类型作为前缀，而Value则是一个对象经过JSON序列号后的字符串。

比如说我们定义一个Student的Struct，然后插入一个学生数据，对于的代码应该是这样的：

type Student struct {
   Id int
   Name string
}
func (t *SimpleChaincode) testStateOp(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   student1:=Student{1,"Devin Zeng"}
   key:="Student:"+strconv.Itoa(student1.Id)//Key格式为 Student:{Id}
   studentJsonBytes, err := json.Marshal(student1)//Json序列号
   if err != nil {
      return shim.Error(err.Error())
   }
   err= stub.PutState(key,studentJsonBytes)
   if(err!=nil){
      return shim.Error(err.Error())
   }
   return shim.Success([]byte("Saved Student!"))
}

根据Key删除State DB的数据。如果根据Key找不到对于的数据，删除失败。4.4.2删除数据DelState(key string) error

4.4.3查询数据GetState(key string) ([]byte, error)

根据Key来对数据库进行查询。返回的数据是byte数组，我们需要转换为string，然后再Json反序列化，可以得到我们想要的对象。

例：

 
dbStudentBytes,err:= stub.GetState(key)
var dbStudent Student;
err=json.Unmarshal(dbStudentBytes,&dbStudent)//反序列化
if err != nil {
   return shim.Error("{\"Error\":\"Failed to decode JSON of: " + string(dbStudentBytes)+ "\" to Student}")
}
fmt.Println("Read Student from DB, name:"+dbStudent.Name)

4.5 复合键

4.5.1 生成复合键

CreateCompositeKey(objectType string, attributes []string) (string, error)

在进行数据库的增删改查的时候，都需要用到Key，而我们使用的是我们自己定义的Key格式：{StructName}:{Id}，这是有单主键Id还比较简单，如果我们有多个列做联合主键怎么办？实际上，ChainCode也为我们提供了生成Key的方法CreateCompositeKey，通过这个方法，我们可以将联合主键涉及到的属性都传进去，并声明了对象的类型即可。

使用：

type ChooseCourse struct {
   CourseNumber string //开课编号
   StudentId int //学生ID
   Confirm bool //是否确认
}
//其中CourseNumber+StudentId构成了这个对象的联合主键，我们要获得生成的复核主键，那么可写为：
 
cc:=ChooseCourse{"CS101",123,true} 
var key1,_= stub.CreateCompositeKey("ChooseCourse",[]string{cc.CourseNumber,strconv.Itoa(cc.StudentId)})
fmt.Println(key1)

4.5.2 拆分复合键

SplitCompositeKey(compositeKey string) (string, []string, error)

当我们从数据库中获得了一个复合键的Key之后，怎么知道其具体是由哪些字段组成的呢。其实就是用U+0000把这个复合键再Split开，得到结果中第一个是objectType，剩下的就是复合键用到的列的值。

使用：

type Car struct {
    ID         string `json:"ID"`  // key
    Color      string `json:"Color"`
    Price      string `json:"Price"`
    LaunchDate string `json:"LaunchDate"`
}
 
// get the color, Price and name from composite key
 
objectType, compositeKeyParts, err := stub.SplitCompositeKey(responseRange.Key)
 
if err != nil {
 
       return shim.Error(err.Error())
 
}
 
returnedId := compositeKeyParts[0]
 
returnedColor := compositeKeyParts[1]
 
returnedPrice := compositeKeyParts[2]     

4.5.3 部分复合键的查询

GetStateByPartialCompositeKey(objectType string, keys []string) (StateQueryIteratorInterface, error)

一种对Key进行前缀匹配的查询，也就是说，我们虽然是部分复合键的查询，但是不允许拿后面部分的复合键进行匹配，必须是前面部分。即，根据局部的复合键（前缀）返回所有匹配的键值。返回结果是一个迭代器。可以按照字典序迭代每个键值对，最后需调用Close()方法关闭。

使用：

 
func (sc *SimpleChaincode) queryAllOwner(stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response {
 
    coloredMarbleResultsIterator, err := stub.GetStateByPartialCompositeKey(INDEX, []string{})
 
    if err != nil {
        return shim.Error(err.Error())
    }
    defer coloredMarbleResultsIterator.Close()   //函数结束时执行
    for coloredMarbleResultsIterator.HasNext() {
        responseRange, err := coloredMarbleResultsIterator.Next()
        if err != nil {
            return shim.Error(err.Error())
        }
        _, compositeKeyParts, err := stub.SplitCompositeKey(responseRange.Key)
 
        if err != nil {
            return shim.Error(err.Error())
        }
        // name := compositeKeyParts[0]
        // hashvalue := compositeKeyParts[1]
        owner := compositeKeyParts[2]
    }
    return shim.Success(buffer.Bytes())
}

4.6高级查询

4.6.1 Key区间查询

GetStateByRange(startKey, endKey string) (StateQueryIteratorInterface, error)

提供了对某个区间的Key进行查询的接口，适用于任何State DB。由于返回的是一个StateQueryIteratorInterface接口，我们需要通过这个接口再做一个for循环，才能读取返回的信息，所有我们可以独立出一个方法，专门将该接口返回的数据以string的byte数组形式返回。

转换方法：

func getListResult(resultsIterator shim.StateQueryIteratorInterface) ([]byte,error){
 
 
   defer resultsIterator.Close()
   // buffer is a JSON array containing QueryRecords
   var buffer bytes.Buffer
   buffer.WriteString("[")
 
 
   bArrayMemberAlreadyWritten := false
   for resultsIterator.HasNext() {
      queryResponse, err := resultsIterator.Next()
      if err != nil {
         return nil, err
      }
      // Add a comma before array members, suppress it for the first array member
      if bArrayMemberAlreadyWritten == true {
         buffer.WriteString(",")
      }
      buffer.WriteString("{\"Key\":")
      buffer.WriteString("\"")
      buffer.WriteString(queryResponse.Key)
      buffer.WriteString("\"")
 
 
      buffer.WriteString(", \"Record\":")
      // Record is a JSON object, so we write as-is
      buffer.WriteString(string(queryResponse.Value))
      buffer.WriteString("}")
      bArrayMemberAlreadyWritten = true
   }
   buffer.WriteString("]")
   fmt.Printf("queryResult:\n%s\n", buffer.String())
   return buffer.Bytes(), nil
}
//假如我们要查询编号从1号到3号的所有学生，那么我们的查询代码可以这么写：
func (t *SimpleChaincode) testRangeQuery(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   resultsIterator,err:= stub.GetStateByRange("Student:1","Student:3")
   if err!=nil{
      return shim.Error("Query by Range failed")
   }
   students,err:=getListResult(resultsIterator)
   if err!=nil{
      return shim.Error("getListResult failed")
   }
   return shim.Success(students)
}

4.6.2 富查询

GetQueryResult(query string) (StateQueryIteratorInterface, error)

这是一个“富查询”，是对Value的内容进行查询，如果是LevelDB，那么是不支持，只有CouchDB时才能用这个方法。传入的query这个字符串，其实是CouchDB所使用的Mango查询。

 

我们仍然以前面的Student为例，我们要按Name来进行查询，那么我们的代码可以写为：

func (t *SimpleChaincode) testRichQuery(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   name:="Devin Zeng"//这里按理来说应该是参数传入
   queryString := fmt.Sprintf("{\"selector\":{\"Name\":\"%s\"}}", name)
   resultsIterator,err:= stub.GetQueryResult(queryString)//必须是CouchDB才行
   if err!=nil{
      return shim.Error("Rich query failed")
   }
   students,err:=getListResult(resultsIterator)
   if err!=nil{
      return shim.Error("Rich query failed")
   }
   return shim.Success(students)
}

4.6.3 历史数据查询

GetHistoryForKey(key string) (HistoryQueryIteratorInterface, error)

对同一个数据（也就是Key相同）的更改，会记录到区块链中，我们可以通过GetHistoryForKey方法获得这个对象在区块链中记录的更改历史，包括是在哪个TxId，修改的数据，修改的时间戳，以及是否是删除等。

 

比如之前的Student:1这个对象，我们更改和删除过数据，现在要查询这个对象的更改记录，那么对应代码为：

func (t *SimpleChaincode) testHistoryQuery(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   student1:=Student{1,"Devin Zeng"}
   key:="Student:"+strconv.Itoa(student1.Id)
   it,err:= stub.GetHistoryForKey(key)
   if err!=nil{
      return shim.Error(err.Error())
   }
   var result,_= getHistoryListResult(it)
   return shim.Success(result)
}
func getHistoryListResult(resultsIterator shim.HistoryQueryIteratorInterface) ([]byte,error){
 
 
   defer resultsIterator.Close()
   // buffer is a JSON array containing QueryRecords
   var buffer bytes.Buffer
   buffer.WriteString("[")
 
 
   bArrayMemberAlreadyWritten := false
   for resultsIterator.HasNext() {
      queryResponse, err := resultsIterator.Next()
      if err != nil {
         return nil, err
      }
      // Add a comma before array members, suppress it for the first array member
      if bArrayMemberAlreadyWritten == true {
         buffer.WriteString(",")
      }
      item,_:= json.Marshal( queryResponse)
      buffer.Write(item)
      bArrayMemberAlreadyWritten = true
   }
   buffer.WriteString("]")
   fmt.Printf("queryResult:\n%s\n", buffer.String())
  return buffer.Bytes(), nil
}

4.6.4 部分复合键查询

GetStateByPartialCompositeKey(objectType string, keys []string) (StateQueryIteratorInterface, error)

与2.5.3类似

2.7 获得当前用户

GetCreator() ([]byte, error)

这个方法可以获得调用这个ChainCode的客户端的用户的证书，这里虽然返回的是byte数组，但是其实是一个字符串，内容格式如下：

        我们常见的需求是在ChainCode中获得当前用户的信息，方便进行权限管理。那么我们怎么获得当前用户呢？我们可以把这个证书的字符串转换为Certificate对象。一旦转换成这个对象，我们就可以通过Subject获得当前用户的名字

func (t *SimpleChaincode) testCertificate(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   creatorByte,_:= stub.GetCreator()
   certStart := bytes.IndexAny(creatorByte, "-----BEGIN")
   if certStart == -1 {
      fmt.Errorf("No certificate found")
   }
   certText := creatorByte[certStart:]
   bl, _ := pem.Decode(certText)
   if bl == nil {
      fmt.Errorf("Could not decode the PEM structure")
   }
 
 
   cert, err := x509.ParseCertificate(bl.Bytes)
   if err != nil {
      fmt.Errorf("ParseCertificate failed")
   }
   uname:=cert.Subject.CommonName
   fmt.Println("Name:"+uname)
   return shim.Success([]byte("Called testCertificate "+uname))
}

4.7 调用另外的链上代码

InvokeChaincode(chaincodeName string, args [][]byte, channel string) pb.Response

在自己的链上代码中调用别人已经部署好的链上代码。

在本地使用相同的交易上下文调用指定链码 的invoke()方法，在链码中调用链码不会产生新的交易消息。

如果被调用的链码在同一个通道，那么它只是简单地将被调用链码的 读写集添加到被调用交易中。

如果被调用的链码处于不同的通道，那么只会返回响应结果，在被调用 链码中的PutState调用不会影响账本的状态。

 

比如官方提供的example02，要在代码中去实现a->b的转账，实现如下：

func (t *SimpleChaincode) testInvokeChainCode(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   trans:=[][]byte{[]byte("invoke"),[]byte("a"),[]byte("b"),[]byte("11")}
   response:= stub.InvokeChaincode("mycc",trans,"mychannel")
   fmt.Println(response.Message)
   return shim.Success([]byte( response.Message))
}

4.8获得提案对象Proposal属性

4.8.1 获得签名的提案

GetSignedProposal() (*pb.SignedProposal, error)

从客户端发现背书节点的Transaction或者Query都是一个提案，GetSignedProposal获得当前的提案对象包括客户端对这个提案的签名。提案的内容如果直接打印出来就像是乱码，其内包含了提案Header，Payload和Extension，里面更包含了复杂的结构，这里不讲，以后可以写一篇博客专门研究提案对象。

4.8.2获得Transient对象

GetTransient() (map[string][]byte, error)

Transient是在提案中Payload对象中的一个属性，也就是ChaincodeProposalPayload.TransientMap

4.8.3获得交易时间戳

GetTxTimestamp() (*timestamp.Timestamp, error)

交易时间戳也是在提案对象中获取的，提案对象的Header部分，也就是proposal.Header.ChannelHeader.Timestamp

 

4.8.4 获得Binding对象

GetBinding() ([]byte, error)

这个Binding对象也是从提案对象中提取并组合出来的，其中包含proposal.Header中的SignatureHeader.Nonce,SignatureHeader.Creator和ChannelHeader.Epoch。

2.9 事件设置

SetEvent(name string, payload []byte) error

当ChainCode提交完毕，会通过Event的方式通知Client。而通知的内容可以通过SetEvent设置。

func (t *SimpleChaincode) testEvent(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response{
   tosend := "Event send data is here!"
   err := stub.SetEvent("evtsender", []byte(tosend))
   if err != nil {
      return shim.Error(err.Error())
   }
   return shim.Success(nil)
}

 

4.9其他

4.9.1 设置指定键的背书策略

GetStateValidationParameter(key string) ([]byte, error)

设置key的背书策略。

 

2.9.2 获取指定键的背书策略

GetStateValidationParameter(key string) ([]byte, error)

获取key的背书策略