Aug 22, 2022

搭建 Substrate 开发环境

Substrate 介绍

Substrate 是由德国 Parity 公司推出的一个区块链构建框架。它实现了区块链开发领域中所遇到的大部分通用功能，比如点对点网络连接，可配置的共识算法，常用加密算法，数据库存储，交易管理等。通过使用 Substrate，软件开发人员可以在短时间内建立一条属于自己的完整区块链，开发者只需要关注自己的业务逻辑，从底层复杂的技术中解放出来。使用 Substrate 构建的区块链，有一个额外的好处，即可以轻易地连接到 Parity 的 Polkadot 公链网络，这一网络具有很多优势，比如跨链交易、共享安全等。 Substrate 是由 Rust 语言开发，而 Rust 最为一门高级静态编程语言，具有诸多优势，如内存安全、类型检查、支持编译为 WASM、函数式友好、社区资料完善等优点。通过借助 Rust 的优良特性，也使得 Substrate 的性能优良、可读性高。

Substarte 和 Substrate-node-template 区别

Substrate 是将核心框架从 Polkadot 里边抽出来，让通用功能打包出来独立运行。substrate-node-template 则是将 Subtrate 的底层实现细节剥离出来，让开发者可以集中精力关注自己开发的应用程序及相关的配置。

两者的关系可以简单理解为：substrate-node-template 是 substrate 的亲儿子，波卡 polkadot 的亲孙子。从代码复杂程度看，Polkadot > Substrate > substrate-node-template。

substrate-node-template 只留下了开发者开发需要用到的文件，其它的都通过依赖清单和调用一笔带过了。举个例子，Substrate 源代码项目里有很多实现好的功能，比如资产管理、智能合约等，如果用 substarte-node-template 编写自己的应用程序时要用到的话，只需轻松地在cargo.toml里引入依赖，在 runtime 运行配置清单里告诉下大家需要使用它，然后就可以调用这些功能了。项目结构精简了很多，目的也很明确：开发者只管知道怎么用就行了，其它不需要操心。就好比用电脑的人，不需要关心操作系统底层是怎么运行的，他只需要知道我做什么事情用什么软件就可以了。

搭建开发环境

安装方式有两种：一种是使用官方提供的自动安装脚本，另一种是手动安装。这里推荐前者，一键将需要的软件和各种依赖都安装完成，等没必要花太多时间在安装环节。官网安装文档点这里。

官方脚本自动安装（推荐）

$ curl https://getsubstrate.io -sSf | bash -s -- --fast

访问 https://getsubstrate.io 查看脚本详情。脚本安装依赖包括： openssl（密码学库）、cmake（编译工具）、 llvm（编译器框架）、Rust等。

我自己在 Ubuntu22.04 环境下，提前使用阿里云软件源更新了系统，然后在较稳定的网络环境执行该自动安装脚本，最后顺利安装完毕。

手动安装

略，参考官网安装文档。

编译 substrate

实际学习时，仅编译 substrate-node-template 即可，二者区别前面有说明。

下载 Substrate 代码

$ git clone https://github.com/paritytech/substrate.git

编译 Substrate

$ cd substrate
# $ SKIP_WASM_BUILD=1 cargo build --release
$ cargo build --release

SKIP_WASM_BUILD=1 表示编译时跳过 wasm 编译构建版本，直接使用 native 的版本，从而节省编译时间。

出现如下提示，表示编译完成。（编译速度非常慢，建议闲暇时间进行）

编译完成后，会生成 Substrate 可执行文件

$ pwd
/home/amesy/Documents/Code/Rust/substrate
$ ls -l target/release/substrate
-rwxrwxr-x 2 amesy amesy 88242168  8月  4 12:49 target/release/substrate

运行 substrate 节点网络

substrate用很多个命令（参数），可使用./target/release/substrate --help查看用法。

这里使用参数 –dev 以开发者模式运行节点网络

$ ./target/release/substrate --dev

substrate 启动后，会输出如：当前的客户端版本，节点名，数据库目录，节点身份ID等等。

编译 substrate-node-template

substrate-node-template 的编译方式跟上面编译 Substrate 时基本一致，具体参考官网文档，此处不再详述。

出现如下提示，表示编译完成。（编译速度非常慢，建议闲暇时间进行）

Finished release [optimized] target(s) in 66m 26s

通过运行以下命令查看预定义Alice开发帐户的帐户信息

./target/release/node-template key inspect //Alice

运行节点

通过该命令以开发模式启动节点

./target/release/node-template --dev

安装前端模板

略，参考官网安装文档。

执行某些前端工具命令时，需要通过 sudo 获取 root 权限来执行，否则可能会报错。

启动前端模板服务

$ sudo yarn start

浏览器访问模板服务：http://localhost:8000

可以看到 CURRENT BLOCK 跟服务端的出块数目基本保持同步。

总结

substrate-node-template 是将 Subtrate 的底层实现细节剥离出来，让开发者可以集中精力关注自己开发的应用程序及相关的配置。所以日常开发应该使用 substrate-node-template。
官网文档提供了非常详细的安装步骤，安装时建议仔细阅读。
安装过程只要确保网络畅通，加上足够的耐心，基本都能顺利安装完成。
Substrate 节点服务和前端模板服务需要区分启动顺序，即 Substrate 节点服务先启动，前端模板服务后启动，否则可能会报错：Error Connecting to Substrate。

(完)