EOS 数据库与持久化 API —— 实战

Posted 2020-11-07

EOS 数据库开发实战

上次的文章详细讲解了 EOS 数据库的架构，本文将以官方示例为基础，详解 EOS 数据库的开发实战。

基本步骤

在智能合约里与 EOS 数据库交互，首先要定义存储的数据：

• 定义对象：具体就是定义一个 C++ 类或者 C++ 结构体，数据表就由一个个对象组成。

• 定义主键：在刚才的类/结构体中，定义一个const类型的成员函数primary_key()，返回值必须为uint64_t类型，返回值即为主键。

• 定义索引：EOS 数据表不光可以按照主键搜索数据，还可以定义多达 16 种索引。而且索引键（Key）不止支持64位无符号整数，还支持 128、256位整数以及双精度、四精度浮点数。

• 为每个索引定义键提取器（key extractor）。

存储数据定义好之后，就可以与数据库交互了：

• 建立数据表：实例化 multi_index，建立数据表。

• 增删数据：使用emplace方法在表中添加数据；使用erace方法删除数据。

• 修改数据：使用modify方法修改数据。

• 查询数据：使用get、find方法和其他迭代器操作查询数据。

需求分析

我们参考 EOS 的官方示例，建立一个“汽车修理店”智能合约所需要的数据库。数据库服务的对象是维修技师和车主。每次车辆维修保养后，维修技师都可以添加本次维修服务的信息，可以更科学地管理每位客户的车辆维修保养服务。而且维修技师和车主都可以更新车辆目前的里程，以便技师确定车辆是否应该保养。我们需要一个数据表：维修数据表（service Table)。

建立数据对象

维修数据表中，每一条数据对象就是一次车辆维修保养的数据，包含以下成员：

• 主键：因为数据表主键必须是唯一的，所以无法用顾客的账户名作为主键（同一个顾客有多条维修记录）。这里我们让系统自动生成主键。

• 顾客账户：存储每次维修服务的顾客账户名。

• 维修日期：每次维修服务的日期。

• 车辆里程：每次服务时，车辆的里程信息。

我们还想方便的查询每个顾客的维修记录，所以需要一个以顾客账户名为键（Key）的索引。

这样我们就得到了 service_rec 结构体：

struct service_rec {
    uint64_t        pkey;           // 主键
    account_name    customer;       // 顾客账户
    uint32_t        service_date;   // 维修日期
    uint32_t        odometer;       // 车辆里程

    //设置主键
    auto            primary_key()const { return pkey; }    //设置索引
    account_name    get_customer()const { return customer; }    //SERIALIZE 宏可以帮助提高编译速度
    EOSLIB_SERIALIZE( service_rec, (pkey)(customer)(service_date)(odometer) )
};

建立数据表

下面就可以建立数据表了，首先，multi_index是个模板类：（对 C++ 模板不熟悉的可以百度一下）

eosio::multi_index <uint64_t TableName, typename T, typename... Indices>

我们需要填入以下multi_index的模板参数：

• TableName为数据表名称，12字符以内，只能使用小写字母，数字1-5，小数点“.”。

• T为数据对象类型，这里就是我们定义的service_rec结构体。

• Indices为索引列表，最多十六个。为了降低开发难度,官方推荐使用const_mem_fun模板，大家可以模仿官方的做法：

按照需求，我们这样设置multi_index的模板参数：

using service_table_type = multi_index<service/*<-数据表名称*/, service_rec,/*<-数据对象类型*/
    /*设置索引->*/indexed_by< N(bycustomer), const_mem_fun<service_rec, account_name, &service_rec::get_customer> >
>;

这里并没有实例化multi_index，只是将填入相应模板参数的multi_index设置了一个别名：service_table_type。依然，对这里的做法不熟悉的可以看一下 C++ 模板类以及 C++ 的 using 关键字。

下面我们实例化multi_index，构造函数需要两个参数：

multi_index( uint64_t code, uint64_t scope )

其中，code为数据表的拥有者，scope为数据表的细分名称。这里有两种理解，一种理解是不同的 scope 就是不同的数据表，也就是说，在同一个账户下，存在着TableName相同的多个数据表，他们的scope互不相同；另一种理解：scope表示了同一个数据表的不同部分，互相独立读写。这两种理解的结果是一样的，就是唯一确定一个数据表需要三个参数：TableName，code，scope。

实例化multi_index：

service_table_type service_table( current_receiver(), mechanic );

上面的code = current_receiver()，表示当前的智能合约，即“汽车维修店合约”。如果这里的code为其他合约，那么说明这个multi_index指向了其他账户名下的数据表，在本合约中就只能进行读取操作了。scope = mechanic表明实例化的这个multi_index指向了细分名称为mechanic（以维修技师账户命名）的数据表。

我们所建立的数据表结构如下图所示。

操作数据

一般数据库的基本操作是增、删、改、查，EOS 数据库当然也具有这些功能。

新增数据

新增数据需要用到multi_index的emplace方法：

const_iterator emplace( unit64_t payer, Lambda&& constructor )

其中的payer参数位储存空间支付账户，也就是由谁来提供新加入的这个数据对象的存储空间，这里填入维修技师mechanic账户。constructor是个 Lambda 表达式，也叫匿名函数，是向emplace方法传入了一个构造函数，用来构造这个新的数据对象。

service_table.emplace(mechanic,/*<-储存空间支付账户*/ [&]( auto& s_rec )/*<-匿名函数*/ {
    s_rec.pkey = service_table.available_primary_key(); /*<-系统生成可用主键*/ //匿名函数体
    s_rec.customer = eosio::chain::string_to_name(customer_name);             //匿名函数体
    s_rec.service_date = service_date;                                        //匿名函数体
    s_rec.odometer = odometer;                                                //匿名函数体});

其中的customer_name、service_date、odometer要在实际开发时使用有意义的变量。

查询数据

由于service_table数据表的主键是没有意义的，所以我们需要使用bycustomer索引来根据顾客账户名(customer)查询数据。

auto customer_index = service_table.template get_index<N(bycustomer)>();

这样我们就得到了bycustomer索引，我们可以使用索引的find方法来按照索引查找特定customer的数据对象。

//建立要查找的账户，注意这里的customer_name要使用有意义的字符串account_name customer_acct = eosio::chain::string_to_name(customer_name);//使用`find`方法查找数据，使cust_itr（迭代器）指向所需数据auto cust_itr = customer_index.find(customer_acct);

如果没有查找到，cust_itr（迭代器）就是service_table.end()，也就是搜索到最后也没有找到对应的数据。如果查找成功，cust_itr（迭代器）就会指向所需的数据对象。

之后，可以使用下面的代码可以遍历数据表中所有我们所需的条目。（因为顾客账户名不是唯一的，用find方法会找到符合条件的第一条数据）

while (cust_itr != service_table.end() /*<-判断迭代器位置*/&& cust_itr->customer == customer_acct/*<-判断数据是否符合*/) {    // 业务逻辑，对数据进行处理

    cust_itr++;//迭代器自增，指向下一条数据}

修改数据

在迭代器指向数据后，可以对数据进行修改，使用modify方法：

service_table.modify(cust_itr,/*<-迭代器*/, mechanic, /*<-储存空间支付账户*/ [&]( auto& s_rec )/*<-匿名函数*/ {

    s_rec.customer = new_customer;             //匿名函数体
    s_rec.service_date = new_service_date;     //匿名函数体
    s_rec.odometer = new_odometer;             //匿名函数体});

匿名函数中的new_customer、new_service_date、new_odometer请使用有意义的变量。也可以只修改其中部分变量。

删除数据

在迭代器指向数据后，可以对数据进行删除，使用erase方法：

service_table.erase( cust_itr/*<-迭代器*/ );

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至此，带领大家了初步解了 EOS 数据库开发的思路与方法，EOS 数据库还有很多 API 可以供智能合约使用，大家可以查阅官方 Wiki： 
https://github.com/EOSIO/eos/wiki/Persistence-API