JS 也能写合约?试试 AssemblyScript

前言

WebAssembly虚拟机已经成为越来越多区块链智能合约执行引擎的选择。WebAssembly之所以能够在这几年受到越来越多人的关注,除了其卓越的性能以外更重要的是它的包容性,WebAssemby现阶段已经支持越来越多的语言,也让写合约的门槛变得更加的低。

试想一下,当我们想编写一个区块链的合约的时候,我们不需要去学习Solidity的语法,C语言的开发人员可以用他们最熟悉的C开发合约,Rust的开发可以用Rust直接编写,Nodejs的开发可以直接用JS来编写,那么对于构建区块链合约的生态就有了重要的意义。


什么是AssemblyScript?


AssemblyScript 是一个把 TypeScript 转换到 WebAssembly 的编译器。
Typescript是微软开发的编程语言,通过在JavaScript的基础上添加类型定义构建而成,现在TypeScript已经变得相当受欢迎。由于AssemblyScript只允许TypeScript的有限功能子集,对新人十分友好,开发者不需要花太多时间就可以上手。

AssemblyScript具有以下特点:

  • AssemblyScript是专门针对WebAssembly而集成的功能集,使开发人员可以通过代码进行底层控制;
  • AssemblyScript作为TypeScript的变体,可以轻松地将其编译为WebAssembly,而无需学习新的语言
  • 集成在现有的Web生态中,无需安装环境和工具链,只需npm install它即可;


如何配置AssemblyScript环境?


【预置条件】

首先我们需要下载最新的稳定的Node.js以及npm包管理工具。

【新建项目】

我们首先创建一个新的目录并且像往常一样初始化Node.js的模块:

npm init

然后我们需要安装AssemblyScript的编译器:

npm install --save-dev assemblyscript

当安装完成以后,编译器提供了非常便捷的方法来新建AssemblyScript项目:

npx asinit

【目录结构解析】

在上述完成项目的构建以后,我们可以看到项目下会自动生成一些文件和文件夹,下面会对这些生成的目录结构进行一个解析:

./assembly  所有需要被编码成wasm的相关代码都需要放在该文件夹下。
./assembly/tsconfig.json TypeScript的配置文件,其中集成了一些推荐的AssemblyScript的配置。
./assembly/index.ts 将被编译成wasm的入口文件
./build 所有最终生成的wasm以及相关文件都会被存放在该目录下
./build/.gitignore Git配置文件
./asconfig.json 配置文件,定义了release版本和Debug版本的相关配置
./package.json 相关的包信息,同时提供了能够编译WebAssembly的命令
./tests/index.js 项目测试的入口文件
./index.html 能够加载模块的网页文件.

【编译项目】

从上面的项目目录我们可以看到我们需要在assembly/index.ts中编写自己的wasm模块,在编写完模块之后,我们就可以将整个项目编译成wasm文件了:

npm run asbuild

生成的编译好的二进制文件将会被存放在build目录下,如果想要对整个模块进行测试,可以运行命令:

npm test


如何编写合约?


前文我们介绍了「如何用AssemblyScript编写代码和编译生成wasm文件」,那么,如何利用wasm虚拟机将AssemblyScript结合到区块链体系里呢?

首先要处理的是合约方法的生成,在AssemblyScript中,如果我们想要一个加法的合约方法,可以在AssemblyScript中添加如下代码:

export function add(a: i32, b: i32): i32 {  return a + b;}

这样编译出的wasm文件就会直接提供add的方法让合约调用者调用来做加法。

AssemblyScript也提供了wasi的接口,利用这个接口来给方法提供字符串或者字节数组的输入和输出。例如:我们可以直接通过操作虚拟机的内存给合约传递参数:

export function allocate(size: usize): usize {  return heap.alloc(size);}

这段代码中我们就是向虚拟机堆上申请特定大小的内存空间,返回的是申请的内存的地址,可以在虚拟机外向这块内存输入上下文,从而达到输入输出字符串的目的。


总结


AssemblyScript编写合约为广大JS开发提供了编写合约的可能,也极大程度上丰富了区块链合约的生态环境。

同时经过实际应用我们发现通过AssemblyScript编译出来的wasm合约比rust和golang等编译出来的wasm合约体积更小,这样也能极大的减缓区块链链上存储的压力,大幅度提升虚拟机加载合约的速度提高了合约交易的性能