币小葱
撸一个预言机（Oracle）服务，真香
一、文章结构
本文将通过上、中、下三篇文章带领大家一步步开发实现一个中心化的 Oracle 服务，并通过一个抽奖合约演示如何使用我们的 Oracle 服务。文章内容安排如下：
•上篇：Oracle 简介及合约实现 [1]•中篇：使用 go 语言开发 Oracle 服务•下篇：抽奖合约调用 Oracle 服务示例
•在上篇中，我们实现了一个通用的 Oracle 合约，其主要有一个接收用户请求的 Query 方法；回调用户合约的 Response 方法和一个供 Oracle 后端服务订阅的 QueryInfo 事件。
•本篇是中篇，主要使用 go 语言开发实现 Oracle 的后端服务。
文中的 Oracle 服务完整代码地址：https://github.com/six-days/ethereum-oracle-service
二、服务架构
Oracle 后端服务整体包含事件订阅模块、查询模块和回调模块，架构如下图所示。
服务开启后，首先会通过以太坊 ws 协议的 jsonrpc，在区块链上注册事件订阅，订阅成功后开启一个 for 循环，接收并处理事件消息。
代码如下所示。
// start monitor oracle contract eventfunc (e *EventWatch) Start() { if err := e.subscribeEvent(); err != nil { return } e.dealEvent()} func (e *EventWatch) dealEvent() { for { select { case err := <-e.Subｓｃｒｉｐｔion.Err(): logs.Error("[dealEvent] Subｓｃｒｉｐｔion err: ", err) e.subscribeEvent() case vLog := <-e.EventChan: // 处理查询请求并回调 go e.dealQuery(vLog) } }}
三、事件订阅
事件订阅必须使用 ws 协议的 jsonrpc，http 协议的 jsonprc 无法订阅事件。
事件订阅的核心是通过 ethclient 的 SubscribeFilterLogs 方法，其中 query 参数是订阅的过滤条件。其中
•Addresses 是 Oracle 合约地址；•Topics 参数是过滤主题，是一个二维数组，这里我们的主题只指定了事件的名称。
代码如下所示。
*
func (e *EventWatch) subscribeEvent() error { query := ethereum.FilterQuery{ Addresses: []common.Address{ common.HexToAddress(e.Config.OracleContractAddress), }, Topics: [][]common.Hash{ {e.OracleABI.Events[OracelEventName].ID()}, }, } events := make(chan types.Log) sub, err := e.Client.SubscribeFilterLogs(context.Background(), query, events) if err != nil { logs.Error("[SubscribeEvent]fail to subscribe event:", err) return err } e.EventChan = events e.Subｓｃｒｉｐｔion = sub return nil}
四、查询模块
1、日志解析
事件日志解析我们用 go-ethereum 的 abi 模块的 Unpack 方法，将日志解析为我们定义好的结构体。
代码如下所示。
type OracleQueryInfo struct { QueryId [32]byte Requester common.Address Fee *big.Int CallbackAddr common.Address CallbackFUN string QueryData []byte Raw types.Log // Blockchain specific contextual infos} type QueryRequest struct { URL string `json:"url,omitempty"` ResponseParams []string `json:"responseParams,omitempty"`} func (e *EventWatch) dealQuery(vLog types.Log) error { queryInfo := &OracleQueryInfo;{} err := e.OracleABI.Unpack(queryInfo, OracelEventName, vLog.Data) if err != nil { return fmt.Errorf("[dealQuery] unpack event log failed:%v", err) } reqData := &QueryRequest;{} if err = json.Unmarshal(queryInfo.QueryData, reqData); err != nil { return fmt.Errorf("[dealQuery] unmarshal query data failed:%v", err) }}
2、查询请求
查询请求比较简单，就是根据用户提供的 url 发送请求。代码如下所示。
// sendQueryRequest 根据客户端指定的查询地址发送请求 func (e *EventWatch) sendQueryRequest(reqData *QueryRequest, resParamType string) (interface{}, error) { req, err := http.NewRequest("GET", reqData.URL, nil) if err != nil { return nil, fmt.Errorf("[sendQueryRequest] NewRequest failed: %v", err) } res, err := http.DefaultClient.Do(req) if err != nil { return nil, fmt.Errorf("[sendQueryRequest] http get request failed: %v", err) } defer res.Body.Close() body, err := ioutil.ReadAll(res.Body) if err != nil { return nil, fmt.Errorf("[sendQueryRequest] read response data failed: %v", err) } logs.Trace("[sendQueryRequest] get ", reqData.URL, " response is: ", string(body)) queryRes, err := ParseResponeData(body, reqData.ResponseParams, resParamType) if err != nil { return nil, err } return queryRes, nil}
查询可能失败，这里需要增加失败重试机制，代码比较简单，就不写出来了。
3、结果解析
这里使用 go-simplejson 库将查询结果进行 json 解析，并且提取用户指定所需要的字段，将字段转换为用户合约中回调方法接收的数据类型。
*
// ParseResponeData 解析链下获取到的数据，提取用户所需要的字段，并转换为对应的数据类型 func ParseResponeData(repData []byte, keys []string, resParamType string) (interface{}, error) { resData, err := simplejson.NewJson(repData) if err != nil { return nil, fmt.Errorf("[ParseResponeData] unmarshal response data failed:%v", err) } for_, paramName := range keys { resData = resData.Get(paramName) } if resData == nil { return nil, fmt.Errorf("[ParseResponeData] response data not exist request key:%v", keys) } var resValue interface{} var coverErr error switch resParamType { case "uint256": resUint64Value, coverErr := resData.Uint64() if coverErr == nil { resValue = big.NewInt(int64(resUint64Value)) } case "bytes": resValue, coverErr = resData.Bytes() default: return nil, fmt.Errorf("[ParseResponeData] unsupport response data type %s", resParamType) } if coverErr != nil { return nil, fmt.Errorf("[ParseResponeData] response data type %s error:%v", resParamType, err) } return resValue, nil}
五、回调模块
回调模块相对比较简单，首先将 Oracle 合约实例化了一个 BoundContract 对象，然后调用 Transact 方法发送交易。其中第一个参数是使用私钥实例化的一个 TransactOpts 对象。
在 TransactOpts 对象中可以配置 nonce、gasLimit、gasPrice 等值，如果不指定，Transact 方法会自己补充上。除此之外，Transact 方法也会调用 TransactOpts 对象的 Signer 方法对消息进行签名。
Transact 方法源码详见：https://github.com/six-days/go-ethereum/blob/master/accounts/abi/bind/base.go
回调模块代码如下所示。
*
// sendQueryResponse 将查询到的结果发送给客户端合约指定方法 func (e *EventWatch) sendQueryResponse(res interface{}, stateCode uint64, queryInfo *OracleQueryInfo, resParamType string) error { in := []interface{}{ queryInfo.QueryId, queryInfo.CallbackAddr, queryInfo.CallbackFUN, stateCode, res, } var responseName string switch resParamType { case "bytes": responseName = OracelResponseBytesName case "uint256": responseName = OracelResponseUint256Name default: return fmt.Errorf("[SendQueryResponse] unsupport response data type") } transaction, err := e.BoundContract.Transact(e.TransactOpts, responseName, in...) if err != nil { return fmt.Errorf("[SendQueryResponse] Transact failed: %v", err) } logs.Trace("[SendQueryResponse] call back tx:", transaction.Hash().Hex()) return nil}
回调也可能失败，服务对 sendQueryResponse 方法的调用也增加了失败重试机制。
六、可以优化的地方
至此，我们的 V1 版的 Oracle 服务已开发完成，服务已能满足基本需求，但还有一些方面需要进一步优化，我这里列出了三点。
1、Nonce 托管
在回调模块中，调用合约时，我们并没有指定发起交易账号的 Nonce 值，而是由 Transact 方法在每次发起交易时，动态计算。这就会限制我们交易的并发。
在高并发的情况下，肯定会出现多笔交易 Nonce 值相同的情况，后发起交易覆盖前交易，造成前交易失败。
针对这种情况，我的思路是对 Nonce 进行托管：
•在缓存（内存或 redis 等）中维护账号对应的 Nonce•每次发起交易时，从缓存中获取，每获取一次，缓存中的 Nonce 累加 1•缓存中的 Nonce 定期和链上进行校对和同步•对于可能出现的空洞情况，使用空交易填补
2、Gas 优化
这段时间以太坊网络比较拥堵，导致手续费居高不下。对于我们 Oracle 服务来说，节省 Gas 是很重要的一个优化方向。
这里我的思路是可以从以下几个方面优化：
•引入动态 GasPrice，可以从 https://ethgasstation.info 网站中获取实时的 GasPrice•指定 GasLimit，防止由于合约问题消耗过多 Gas•余额检查，防止由于余额不足造成交易失败，浪费了手续费•接收回调数据的用户合约方法尽量简单，分离业务逻辑
3、支持 http 协议 jsonrpc
有的网络节点没有开启 ws 服务，而使用 http 协议的网络 jsonrpc 又无法直接订阅事件。这时可以采取迂回策略，模拟事件订阅，具体思路如下：
•开启网络区块监控•监控到有新区块产生，查询区块中的日志•如果有我们 Oracle 合约产生的查询日志，则进入后续的查询和回调流程
大家对于优化有其他思路或疑问，欢迎留言探讨。
下篇中，我将以一个抽奖合约为示例，介绍如何使用我们开发的 Oracle 服务来对抽奖合约提供一个随机数。
本文作者：六天
来源链接：mp.weixin.qq.com
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