Rust区块链开发库sc-block-builder的使用：Substrate框架中的区块构建工具与链上功能扩展

概述

sc-block-builder是Substrate框架中的一个重要工具库，提供了BlockBuilder实用工具和对应的运行时API。该库主要作为节点中对运行时API的抽象层，用于以下操作：

• 初始化区块
• 推送交易(extrinsics)
• 完成区块

许可证

GPL-3.0-or-later WITH Classpath-exception-2.0

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add sc-block-builder

或者在Cargo.toml中添加以下行：

sc-block-builder = "0.46.0"

使用示例

以下是使用sc-block-builder构建区块的基本示例：

use sc_block_builder::BlockBuilder;
use sp_api::ProvideRuntimeApi;
use sp_runtime::generic::BlockId;
use sp_runtime::traits::{Block as BlockT, Header as HeaderT};

// 假设我们有以下类型定义
type Block = sp_runtime::generic::Block<Header, sp_runtime::OpaqueExtrinsic>;
type Header = sp_runtime::generic::Header<u32, sp_runtime::traits::BlakeTwo256>;

// 创建区块构建器
fn build_block<B, C>(
    client: &C,
    at: BlockId<B>,
) -> Result<(), sp_blockchain::Error>
where
    B: BlockT,
    C: ProvideRuntimeApi<B> + 'static,
    C::Api: sp_api::ApiExt<B> + sp_block_builder::BlockBuilder<B>,
{
    // 获取父区块哈希
    let parent_hash = client
        .runtime_api()
        .block_hash(&at, 0)?
        .expect("Genesis block always exists; qed");
        
    // 创建新的区块构建器
    let mut block_builder = BlockBuilder::new(
        client,
        at,
        parent_hash,
        Default::default(),
    )?;

    // 这里可以添加交易(extrinsics)
    // block_builder.push(extrinsic)?;

    // 完成区块构建
    let block = block_builder.build()?;
    
    println!("构建的新区块: {:?}", block);
    
    Ok(())
}

完整示例

下面是一个更完整的示例，展示如何使用sc-block-builder构建包含交易的区块：

use sc_block_builder::BlockBuilder;
use sp_api::{ProvideRuntimeApi, BlockId};
use sp_runtime::{
    generic::Block,
    traits::{BlakeTwo256, Block as BlockT, Header as HeaderT},
    OpaqueExtrinsic,
};

// 定义区块类型
type BlockNumber = u32;
type Header = sp_runtime::generic::Header<BlockNumber, BlakeTwo256>;
type TestBlock = Block<Header, OpaqueExtrinsic>;

// 模拟客户端
struct TestClient;

impl ProvideRuntimeApi<TestBlock> for TestClient {
    type Api = TestRuntimeApi;

    fn runtime_api(&self) -> &Self::Api {
        &TestRuntimeApi
    }
}

// 模拟运行时API
struct TestRuntimeApi;

impl sp_api::ApiExt<TestBlock> for TestRuntimeApi {
    fn map_api_result<F: FnOnce() -> Result<R, E>, R, E>(
        &self,
        f: F
    ) -> Result<R, E> {
        f()
    }
    
    fn record_proof(&mut self) {}
    
    fn extract_proof(&mut self) -> Option<sp_state_machine::StorageProof> {
        None
    }
}

impl sp_block_builder::BlockBuilder<TestBlock> for TestRuntimeApi {}

fn main() -> Result<(), sp_blockchain::Error> {
    let client = TestClient;
    let at = BlockId::Number(0);
    
    let parent_hash = BlakeTwo256::hash(&[0u8; 32]);
    
    // 创建区块构建器
    let mut block_builder = BlockBuilder::new(
        &client,
        at,
        parent_hash,
        Default::default(),
    )?;

    // 模拟添加交易
    let extrinsic = OpaqueExtrinsic::from(vec![1, 2, 3]);
    block_builder.push(extrinsic)?;

    // 构建区块
    let built_block = block_builder.build()?;
    
    println!("构建的区块头: {:?}", built_block.block.header);
    println!("包含的交易数量: {}", built_block.block.extrinsics.len());
    
    Ok(())
}

功能说明

1. 区块初始化：BlockBuilder::new()方法用于初始化一个新的区块构建器，需要提供客户端、区块ID、父区块哈希和其他参数。

2. 添加交易：使用push()方法可以将交易(extrinsics)添加到区块中。

3. 构建区块：build()方法完成区块构建，返回包含区块头和交易的完整区块。

4. 错误处理：所有操作都返回Result类型，可以处理可能出现的错误。