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Hardhat

Hardhat 是一个编译、部署、测试和调试以太坊应用的开发环境。

它可以帮助开发人员管理和自动化构建智能合约和 dApps 过程中固有的重复性任务，并围绕这一工作流程轻松引入更多功能。这意味着 hardhat 在最核心的地方是编译、运行和测试智能合约。 Hardhat 内置了 Hardhat 网络，这是一个专为开发设计的本地以太坊网络。主要功能有 Solidity 调试，跟踪调用堆栈、console.log()和交易失败时的明确错误信息提示等。

Hardhat Runner 是与 Hardhat 交互的 CLI 命令，是一个可扩展的任务运行器。它是围绕任务和插件的概念设计的。每次你从 CLI 运行 Hardhat 时，你都在运行一个任务。例如，npx hardhat compile 运行的是内置的 compile 任务。任务可以调用其他任务，允许定义复杂的工作流程。用户和插件可以覆盖现有的任务，从而定制和扩展工作流程。

准备工作 - Preparatory Work

在开始学习 hardhat 之前，你需要提前了解以下知识点：

  • dotenv 将私钥存放在 .env 文件中可以避免将私钥暴露在服务器上，格式为 "PRIVATE_KEY=xxxx", 然后代码自动从中读取，详情参考 dotenv
  • npx 想要解决的主要问题，就是调用项目内部安装的模块。详情参考 npx 使用教程
  • ethers.js 与以太坊网络交互的工具库，相比 web3.js 接口设计更加易于使用（注意 v5 和 v4 接口差别较大） ethers.js v5 文档
  • mocha.js 测试框架，用于编写合约交互的测试案例 mochajs 文档
  • chai.js 断言库，辅助测试脚本编写，使用方法参考 ethereum-waffle chai 使用文档
  • infura 连接区块链的节点服务商，有免费的使用额度，足够开发调试使用 infura 官网

项目结构和配置 hardhat

npm install --save-dev hardhat  // 安装hardhat
npx hardhat                     // 创建hardhat项目

项目结构

一个标准的使用 hardhat 构建的项目通常是这样的：

contracts/
scripts/
test/
hardhat.config.js
  • contracts 用于存放 solidity 合约文件
  • scripts 用于存放脚本文件，如部署合约的脚本
  • test 用于存放测试脚本，通常以 contractName.test.js 的形式命名
  • hardhat.config.js 是 hardhat 的配置文件

配置 hardhat

hardhat.config.js 配置文件示例

module.exports = {
  networks: {
    // hardhat 内置测试网络（选填）
    hardhat: {
      // 可以设置一个固定的gasPrice，在测试gas消耗的时候会很有用
      gasPrice: 1000000000,
    },
    // 你可以在这里配置任意网络
    // rinkeby 测试网络
    rinkeby: {
      // 请将 INFURA_ID 替换成你自己的
      url: 'https://rinkeby.infura.io/v3/{INFURA_ID}',
      // 填写测试账户的私钥，可填写多个
      accounts: [privateKey1, privateKey2, ...]
    }
  },
  solidity: {
    version: "0.8.0", // 合约编译的版本，必填
    settings: { // 编译设置，选填
      optimizer: {  // 优化设置
        enabled: true,
        runs: 200
      }
    }
  },
  // 项目路径配置，可指定任意路径，但下列是常用的一种结构
  // sources, tests, scripts 下的目录文件会被自动逐一执行
  paths: {
    sources: "./contracts", // 合约目录
    tests: "./test",  // 测试文件目录
    cache: "./cache", // 缓存目录，由hardhat自动生成
    artifacts: "./artifacts" // 编译结果目录，由hardhat自动生成
  },
  // 测试框架设置
  mocha: {
    timeout: 20000  // 运行单元测试的最大等待时间
  }
}

内置 hardhat 网络

hardhat 内置了一个特殊的安全测试网络，其名称也叫 hardhat, 通常你不需要对他进行特殊配置。该网络会模拟真实区块链网络的运行机制，并为你生成好 10 个测试账户（和 truffle 类似）。

使用插件

Hardhat 的很多功能都来自于插件，而作为开发者，你可以自由选择想使用的插件。

例如常用的 waffle 插件，使得 hardhat 可以集成 waffle 框架，进行开发，测试，部署。

// hardhat.config.js
require('@nomiclabs/hardhat-waffle'); // hardhat waffle 插件
...

安装依赖

  1. 安装 nodejs （略）

  2. 安装项目依赖：

    npm install

    或使用 yarn 安装（需要先安装 yarn 依赖）

    yarn

  3. 配置私钥和网络：

    windows:

    copy .env.example .env

    linux:

    cp  .env.example .env

    在 .env 文件中填写私钥和 infura 节点

    PRIVATE_KEY = xxxxxxxxxxxxxxxx; // 替换为你的私钥
INFURA_ID = yyyyyyyy; // 替换为infura节点

usage

hardhat 的用法

compile

运行如下命令，hardhat 会自动编译配置中 sources 路径下的所有合约文件，默认是 ./contracts 路径。

npx hardhat compile

test

运行如下命令，hardhat 会自动运行配置中 tests 路径下的所有测试文件，默认是 ./test 路径。

npx hardhat test

也可以指定运行某个特定测试文件

npx hardhat test ./test/Greeter.test.js

run

运行指定脚本。如果不指定运行网络，会默认在 hardhat 内置网络内运行 (Hardhat Network)。

npx hardhat run ./scripts/deploy.js

指定运行的网络，例如在 rinkeby 测试网部署合约

npx hardhat run ./scripts/deploy.js --network rinkeby

task

hardhat 本身预设了一些程序任务，例如编译合约，运行测试文件，这些其实在 hardhat 中是预先配置好的任务。

实际上你也可以自定义一些 task，比如打印一下当前网络中的账户状态：

// hardhat.config.js
...

task('accounts', 'Prints the list of accounts', async () => {
  const accounts = await ethers.getSigners();

  for (const account of accounts) {
    console.log(account.address);
  }
});

...

运行 task

npx hardhat accounts

命令行会打印出 10 个测试账户地址

0xf39Fd6e51aad88F6F4ce6aB8827279cffFb92266
...

console

hardhat 的控制台模式，实时与链上交互。默认会启动 hardhat 内置网络。

npx hardhat console

控制内置 ethers 和 web3 库，可以直接使用，无须引入。

// hardhat console mode:
// 可以直接使用 async/await 语法
> await ethers.provider.getBlockNumber()  // 0

console.log debug

hardhat 提供了一个 console.log() 方法，可以在合约运行时打印日志，方便调试和测试。此方法仅在 hardhat 内置网络中运行有效。

在合约中引入 hardhat/console.sol 即可使用：

import "hardhat/console.sol";

contract Greeter {
  ...

  function setGreeting(string memory _greeting) public {
    console.log("Changing greeting from '%s' to '%s'", greeting, _greeting);
    greeting = _greeting;
  }

}

在运行测试文件时，可以看到打印出的日志：

Changing greeting from 'Hello, world!' to 'hello Dapp-Learning!'

实操流程

编译和测试

  1. 编译合约

    npx hardhat compile

  2. 批量运行测试脚本

    npx hardhat test

  3. 部署到测试网：

    npx hardhat run scripts/deploy.js --network <network-name>

    这里的 network-name 替换成你指定的网络名称，这里可以换成 rinkeby，对应配置文件中的网络名称。

参考文档