Rust之Substrate框架中的pallet详解
作者：Pomelo_刘金
引言
Substrate 是一个区块链开发框架，它提供了一系列模块化和可扩展的组件，可以帮助开发人员快速构建自定义区块链。 Pallet 是 Substrate 区块链的基础模块，它定义了区块链的业务逻辑和状态转换规则。开发人员可以使用现有的 Pallet 来快速构建区块链，也可以开发自定义的 Pallet 来实现特定的功能。
Pallet 概述
Pallet是一个 Rust 程序包，它定义了一组特定的功能和接口。每个 Pallet 都包含了一组存储项、一组调用函数和一组事件。
一个典型的 Substrate Pallet 由以下部分组成：
- 配置 Trait：定义了 Pallet 的配置接口。
- 存储项：定义了 Pallet 的状态存储。
- 调用函数：定义了 Pallet 的外部调用接口。
- 事件：定义了 Pallet 的事件类型。
Pallet 开发
要开发 Substrate Pallet，首先需要搭建开发环境。我们需要安装 Rust 编程语言、Substrate 开发包和 Node.js 等工具。下面是一个简单的安装示例：
# 安装 Rust 编程语言 curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh # 安装 Substrate 开发包 curl https://getsubstrate.io -sSf | bash # 安装 Node.js curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_12.x | sudo -E bash - sudo apt-get install -y nodejs
开发一个 Substrate Pallet 的流程大致如下：
定义配置 Trait：定义 Pallet 的配置接口。
定义存储项：定义 Pallet 的状态存储。
定义调用函数：定义 Pallet 的外部调用接口。
定义事件：定义 Pallet 的事件类型。
实现业务逻辑：实现 Pallet 的业务逻辑。
- 定义配置 Trait：定义 Pallet 的配置接口。 配置 Trait 是一个 Rust Trait，它定义了 Pallet 的配置接口。我们需要在配置 Trait 中定义一些类型和常量，以便在 Pallet 中使用。下面是一个简单的配置 Trait 示例：
pub trait Trait: system::Trait {
type Event: From<Event<Self>> + Into<<Self as system::Trait>::Event>;
}在这个示例中，我们定义了一个 Trait Trait，它继承自 system::Trait。我们在 Trait 中定义了一个类型 Event，它用来表示 Pallet 的事件类型。
- 定义存储项：定义 Pallet 的状态存储。 存储项是 Pallet 的状态存储，它用来存储区块链的状态数据。我们可以使用
decl_storage!宏来定义存储项。下面是一个简单的存储项示例：
decl_storage! {
trait Store for Module<T: Trait> as TemplateModule {
pub Something get(fn something): Option<u32>;
}
}在这个示例中，我们使用 decl_storage! 宏定义了一个存储项 Something。它是一个可选的 u32 类型，可以使用 get 函数来获取它的值。
- 定义调用函数：定义 Pallet 的外部调用接口。 调用函数是 Pallet 的外部调用接口，它用来接收外部调用并执行相应的操作。我们可以使用
decl_module!宏来定义调用函数。下面是一个简单的调用函数示例：
decl_module! {
pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
fn deposit_event() = default;
pub fn do_something(origin, something: u32) -> Result {
let who = ensure_signed(origin)?;
<Something<T>>::put(something);
Self::deposit_event(RawEvent::SomethingStored(something, who));
Ok(())
}
}
}在这个示例中，我们使用 decl_module! 宏定义了一个调用函数 do_something。它接收两个参数：origin 和 something。origin 表示调用方的身份；something 表示要存储的数值。在函数体内，我们首先使用 ensure_signed 函数检查调用方的身份；然后使用 <Something<T>>::put 函数将数值存储到存储项中；最后使用 Self::deposit_event 函数触发一个事件。
- 定义事件：定义 Pallet 的事件类型。 事件是 Pallet 的一种通知机制，它用来通知外部模块 Pallet 内部状态的变化。我们可以使用
decl_event!宏来定义事件。下面是一个简单的事件示例：
decl_event!(
pub enum Event<T> where AccountId = <T as system::Trait>::AccountId {
SomethingStored(u32, AccountId),
}
);在这个示例中，我们使用 decl_event! 宏定义了一个事件 SomethingStored。它包含两个字段：u32 和 AccountId。u32 表示存储的数值；AccountId 表示调用方的身份。
- 实现业务逻辑：实现 Pallet 的业务逻辑。 在完成了上述步骤之后，我们就可以开始实现 Pallet 的业务逻辑了。我们需要在调用函数中编写相应的代码，以实现 Pallet 的功能。下面是一个简单的业务逻辑示例：
decl_module! {
pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
fn deposit_event() = default;
pub fn do_something(origin, something: u32) -> Result {
let who = ensure_signed(origin)?;
<Something<T>>::put(something);
Self::deposit_event(RawEvent::SomethingStored(something, who));
Ok(())
}
}
}在这个示例中，我们在调用函数 do_something 中实现了一个简单的业务逻辑：将传入的数值存储到存储项中，并触发一个事件。
Pallet 集成
集成现有 Pallet 要集成现有的 Pallet，我们需要在 Runtime 中引入对应的 Pallet 模块，并在 construct_runtime! 宏中声明它。下面是一个简单的示例：
// 引入 Balances 模块
use pallet_balances as balances;
// 在 construct_runtime! 宏中声明 Balances 模块
construct_runtime!(
pub enum Runtime where
Block = Block,
NodeBlock = opaque::Block,
UncheckedExtrinsic = UncheckedExtrinsic,
{
// ...
Balances: balances::{Module, Call, Storage, Config<T>, Event<T>},
}
);要开发自定义的 Pallet，我们需要按照上文提到的开发流程来实现。下面是一个简单的自定义 Pallet 示例：
use support::{decl_module, decl_storage, decl_event, dispatch::Result};
use system::ensure_signed;
pub trait Trait: system::Trait {
type Event: From<Event<Self>> + Into<<Self as system::Trait>::Event>;
}
decl_storage! {
trait Store for Module<T: Trait> as TemplateModule {
pub Something get(fn something): Option<u32>;
}
}
decl_event!(
pub enum Event<T> where AccountId = <T as system::Trait>::AccountId {
SomethingStored(u32, AccountId),
}
);
decl_module! {
pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
fn deposit_event() = default;
pub fn do_something(origin, something: u32) -> Result {
let who = ensure_signed(origin)?;
<Something<T>>::put(something);
Self::deposit_event(RawEvent::SomethingStored(something, who));
Ok(())
}
}
}在这个示例中，我们定义了一个自定义的 Pallet，它包含了一个存储项 Something、一个调用函数 do_something 和一个事件 SomethingStored。存储项 Something 用来存储一个数值；调用函数 do_something 用来修改存储的数值；事件 SomethingStored 用来记录修改操作。
总结
Substrate的Pallet具有很多优点，例如模块化、可扩展性和可升级性等。开发人员可以使用现有的 Pallet 来快速构建区块链，也可以开发自定义的 Pallet 来实现特定的功能。
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