【区块链】搭建Geth私有链（PoW）从今天开始我们将进入新的专题 - 区块链。为了能够使大家能够快速入门我的区块链分享

从今天开始我们将进入新的专题 - 区块链。

开这个专题之前我也思考再三，要讲区块链其实是比较困难的。时至今日，区块链其实也并不像17年刚开始时那么高深了，很多概念性的东西有很多博主和小编都已经讲得很清晰。撇除概念性的内容讲算法和底层又会变得太过枯燥，那个“度”其实很难拿捏。

为了让大家快速入门我决定先教大家怎么搭建，让大家能够先看到效果或许这样大家会感兴趣得多。而且现在网上一般都是介绍Hyperledger Fabric比较多（毕竟大厂商用的多嘛），我们反其道而行之介绍以太坊系列，希望各位能够多多支持。所以接下来的区块链系列会按照以下顺序进行分享：

简单搭建Geth私有链；
介绍Hyperledger Besu区块链；
以Docker版本Hyperledger Besu为基础搭建一个完整的区块链网络；

当然了，因为一些不能说的原因我会将与现公司利益相关的部分剔除（其中包括一键部署脚本和web3j底层优化的内容），所以难免会有点“点到为止”的感觉还望各位多多包涵。

区块链我这边是选择了以太坊的区块链，主要是因为门槛低、学习成本低，最最主要的还是对于Java项目而言以太坊系列的区块链客户端都相对比较友好。在初接触的时候我选用了Geth解决方案作为入门，下面给各位讲述关于Geth的整个部署过程。

1. Geth客户端下载

由于本地使用的是Ubuntu操作系统，因此接下来提到的系统代指Ubuntu 14.04操作系统。我们先到公网下载Geth客户端，访问Geth官方网站https://geth.ethereum.org/，如下图：

PS：由于文章编写时是2018年的，因此官网界面已经改版了，但是操作步骤基本一致。在基于本文操作是基于当时的情况进行操作的。现在官网是这个样子的，如下图：

Geth全称叫做Go Ethereum，由于Geth是Go语言编写的，所以在Ethereum前加上Go的字眼。在官网的顶部点击“Downloads”导航条进入下载页面，进入页面后Geth网站的服务端将会检查并列出所有发布版本Geth客户端。https://geth.ethereum.org/downloads/这个下载页面经常获取失败，多刷几次就好，如下图：

PS：改版后已经没有了下载问题，现在的界面是这样的，如下图：

如上图所示，目前Geth客户端的最新版本是1.10.26，由于这个版本产生区块的实现方式不适合部署的需要，在经过多次尝试后决定使用1.7.2版本作为跑合区块链的基础版本。1.7.2版本下载地址：https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-linux-amd64-1.7.2-1db4ecdc.tar.gz，如下图：

2. 设置Geth环境变量

将下载后的压缩包解压到另一个目录

mkdir /home/yzh/Downloads/install/geth-linux
tar -xzvf geth-linux-amd64-1.7.2-1db4ecdc.tar.gz -C /home/yzh/Downloads/install/geth-linux

配置geth到系统环境变量

# 修改环境变量
sudo vim /etc/profile
export GETH=/home/yzh/Downloads/install/geth-linux
export PATH=$PATH:$GETH

# 执行使其生效
source /etc/profile

3. 创建创世块配置文件（genesis.json）

先创建geth_base目录并创建genesis.json文件

mkdir /home/yzh/Documents/geth_base
sudo vim /home/yzh/Documents/geth_base/genesis.json

至于genesis.json内容如下所示

{
  "config": {
        "chainId": 20,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
   },
  "nonce":"0x0000000000000042",
  "timestamp":"0x0",
  "parentHash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "extraData":"",
  "gasLimit":"0xffffffff",
  "difficulty":"0x40",
  "mixhash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase":"0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "alloc":{}
}

从genesis.json文件中可以看出，由于要生成一条私有链，所以将挖矿难度设置得比较低后面出块的速度会提高。关于上面参数的说明如下所示：

mixhash：与nonce配合用于挖矿，由上一个区块的一部分生成的hash。
nonce：就是一个64位随机数，用于挖矿。
difficulty：设置当前区块的难度，如果难度过大，cpu挖矿就很难，这里设置较小难度。
alloc：用来预置账号以及账号的以太币数量，因为私有链挖矿比较容易，所以我们不需要预置有币的账号，需要的时候自己创建即可以。
coinbase：矿工的账号，随便填。
timestamp：设置创世块的时间戳。
parentHash：上一个区块的hash值，因为是创世块，所以这个值是0
extraData：附加信息，随便填，可以填你的个性信息，必须为十六进制的偶位字符串。
gasLimit：该值设置对GAS的消耗总量限制，用来限制区块能包含的交易信息总和，因为我们是私有链，所以填最大。

各位可以按照自己实际需要进行配置。

4. 多节点部署

创世块配置有了，客户端有了可以准备多节点部署了，我们先创建节点文件夹（先做个3个节点的吧，不然看不出效果）

mkdir /home/yzh/Documents/geth_base/01
mkdir /home/yzh/Documents/geth_base/02
mkdir /home/yzh/Documents/geth_base/03
sudo chmod 777 -R /home/yzh/Documents/geth_base

三个目录分别使用创世块配置进行初始化得到创世块

geth --datadir "/home/yzh/Documents/geth_base/01" init /home/yzh/Documents/geth_base/genesis.json
geth --datadir "/home/yzh/Documents/geth_base/02" init /home/yzh/Documents/geth_base/genesis.json
geth --datadir "/home/yzh/Documents/geth_base/03" init /home/yzh/Documents/geth_base/genesis.json

创建创世块后后台的输出如下图所示：

有了创世块后就能够启动Geth节点，这里为了方便展示将启动配置直接写在语句上面了，按道理这部分配置信息应该写在配置文件中以便后面多处引用。

geth --identity "yzh" \
--maxpeers 3 \
--networkid 355419 \
--datadir /home/yzh/Documents/geth_base/01 \
--nodiscover \
--syncmode "fast" \
--cache 2048 \
--rpccorsdomain "*" \
--rpcapi "db,eth,net,web3,personal" \
--rpc \
--rpcport 30001 \
--port 60001 console 2>>/home/yzh/Documents/geth_base/01/geth_01.log

参数解释如下所示：

--identity "yzh"：geth客户端唯一id为“yzh”
--maxpeers 3：最大节点为3个
--networkid 355419：geth网络id为355419
--datadir /home/yzh/Documents/geth_base/01：数据文件地址
--syncmode "fast"：使用快速同步的区块同步模式
--cache 2048：使用2G的内存
--nodiscover：禁用私有链以外的区块链网络
--rpccorsdomain "*" ：rpc域名为全部
--rpcapi "db,eth,net,web3,personal"：开启geth客户端可以使用的rpc接口
--rpc ：开启rpc模式
--rpcport 30001 ：rpc端口（java端连接需要）
--port 60001 ： geth第一节点访问端口
console 2>>/home/yzh/Documents/geth_base/01/geth_01.log ：geth第一节点输出文件

节点启动后后台输出如下：

节点启动之后要留意输入admin.nodeInfo.enode并记录返回信息，譬如：

"enode://394262e127403680db4611c1a0ef4b74af70a5a150e9cb4095745c5a6de7a631d5ee195d071b563ed4c26a4aa341f76b22105e0fa611812f8750583e3106c1d5@10.0.2.15:60001"

接下来就要启动第二个Geth节点，启动语句跟第一个节点的语句一样，只是有关路径的地方稍微改变一下即可，如下所示：

geth --identity "yzh" \
--maxpeers 3 \
--networkid 355419 \
--datadir /home/yzh/Documents/geth_base/02 \
--nodiscover \
--syncmode "fast" \
--cache 2048 \
--rpccorsdomain "*" \
--rpcapi "db,eth,net,web3,personal" \
--rpc \
--rpcport 30002 \
--port 60002 console 2>>/home/yzh/Documents/geth_base/02/geth_02.log

执行上面语句启动了之后若执行admin.peers命令会发现返回的是空数组，这时就需要添加节点集群。节点集群配置需要在/home/yzh/Documents/geth_base/02路径下添加static-nodes.json文件配置集群节点，譬如：

["enode://394262e127403680db4611c1a0ef4b74af70a5a150e9cb4095745c5a6de7a631d5ee195d071b563ed4c26a4aa341f76b22105e0fa611812f8750583e3106c1d5@10.0.2.15:60001"]

注意，这里填的就是刚刚在节点1中截取下来的admin.nodeInfo.enode记录，填写完成后节点2就能够与节点1通讯了。这个时候输入admin.peers命令可以看到输出，如下图：

同理，按照节点2的部署方式启动第三个Geth节点，当第二、三个节点都完成启动后分别输入admin.nodeInfo.enode来获取节点地址，如下所示：

# 节点2 enode地址
"enode://021b44c675b7867a04eda5b2659bfcda5bb0859bc6cc0ed19b6ceaa5cd82a7dc49fa83868c62c9496cd668baf624178053f7c19c9e0df4fcfe1e2a85b266365f@10.0.2.15:60002"

#节点3 enode地址
"enode://dfa979251744737fa4282b56a0d17ea1846077f7d8969266690b804700317ffd5c69d9a199dd5d2c7eeca5d67f6ad0742fcb7634a6dc64c8e17884e063a8496b@10.0.2.15:60003"

之后就简单了，既然节点之间需要互为通讯就必须建立static-nodes.json文件并将其他节点的enode地址补上，那么节点3和节点2的static-nodes.json文件只需要将其余两个节点的enode地址补全就可以了，以节点3为例如下图：

至此，节点通讯配置就完成了。

5. Geth基本操作

创建矿工账号

Geth区块链若需要交易必须要用以太币驱动，而以太币则需要通过矿工挖矿来体现（POW）。因此在每个Geth客户端中的第一个账号就是矿工的账号。创建矿工账号coinbase通过personal.newAccount(密码)来创建。当然，在多账号的情况下矿工的账号是可以通过miner.setEtherbase(personal.listAccounts[0])来切换。

创建普通账号

同样使用personal.newAccount(密码)来创建普通账号。

查询账号余额和区块信息

使用eth.getBalance(eth.accounts[0]) 可以查询账号的余额信息，在还没有挖矿的情况下应该全部都是0。使用eth.blockNumber可以查询区块链上的区块数，在还没有开始挖矿之前也应该是0。

启动节点

每个客户端节点都可以通过miner.start()来启动，第一次节点的启动会先进入初始化模式，等初始化成功后开始挖矿。挖矿余额会自动存入矿工账号，同时整个链的区块数也会增多，如下图：

如上图所示，第一个节点已经在挖矿了，当查询区块数的时候发现已经有76个块通过以太币的方式加入到区块链中。第二个节点虽然没有启动，但是由于三个节点都已经做了同步，因此通过eth.blockNumber也查询到链上存在77个区块。由此证明三个节点都成功接入到同一区块链中，而且区块也已经实现实时同步。