如何构建可以支持Runtime模块的自定义Substrate链

本文旨在介绍如何开始构建可支持您自己的Runtime模块的自定义Substrate链：

· 我们将通过substrate安装和设置来学习

· 探索substrate配置以及如何使用Polkadot JS浏览链状态

· 专注于介绍runtime模块的结构，这是一种为链添加功能的方法。

在substrate进行开发

substrate和并发runtime模块是用rust开发的，rust是一种静态类型语言，具有内存安全特性，提供速度和可靠性。

这是一个在区块链开发中经常被忽视的主题，但对于采用是至关重要的：如何解决Rust问题。我们不会在这篇文章中分析Rust代码，但对于对Substrate感兴趣的开发人员来说，这将是一个前所未有的关注点。

如何为新手解决Rust问题

对于编程语言来说，rust的学习曲线是陡峭的。这可以归因于它采用的一些语法约定，其中包括对泛型、特征、生命周期和宏等特性的高度依赖，以及范围和可变性等其他考虑因素。

其他Substrate学习资源，例如Substrate Kitties声称Rust很容易掌握，但除非你有使用低级语言（如C ++）的具有一定经验，否则情况并非如此。更细粒度的API，用于处理系统级管理。

问：Rust书籍能否让您快速掌握Substrate采用的语言功能和概念？

答：是的，但我们建议您在阅读本书时练习自己的演示，以巩固您的理解。这将使Substrate中的编码更加舒适。

考虑到这一点，让我们在进入runtime模块之前探索一些实用的Substrate设置和用法。

安装substrate

安装Substrate只需要在getsubstrate.io上调用Parity托管的一个bash脚本。 Substrate有两种方法安装：

1、快速安装

更快的Substrate安装，安装预构建的Substrate开发链，以及Substrate Scripts，一个用于配置自定义Substrate链和runtime模块的命令行实用程序。

通过与Substrate安装脚本一起使用的--fast标志运行快速安装基本上会跳过一些非强制运行Substrate的实用程序的安装：

curl https://getsubstrate.io -sSf | bash -s -- --fast

这将获取Substrate所需的所有依赖项，包括Rust，OpenSSL，LLVM等，如果它们尚未安装，则安装它们。

2、整体安装

完整的Substrate安装将安装以上所有内容，以及其他两个实用程序：

subkey：生成或恢复基础密钥的实用程序（用于通过命令行管理帐户）

substrate node：可以连接到substrate 测试网的预配置substrate 节点。

运行以下命令以安装这些工具以及Substrate Scripts和开发节点：

// full Substrate installation

curl https://getsubstrate.io -sSf | bash

安装脚本完成后，更新您的cargo环境以调用新安装的程序：

// update env （alternatively， reboot your system）

source ~/.cargo/env

现在可以通过Substrate命令访问已编译的Substrate节点。要验证是否正确安装了Substrate和Subkey，请分别检查两个程序，Substrate和subkey的版本控制：

substrate --version

subkey --version

注意：Polkadot JS应用程序（我们进一步介绍）已在其帐户管理UI中实现了Subkey - 可以选择在浏览器中管理帐户，某些用户不需要Subkey。这可能有助于它为可选实用程序的原因。

所有都是Rust编译的二进制文件，默认情况下，Substrate和utility工具现在将驻留在〜/ .cargo / bin目录中。检查自己已安装的内容：

// list installed cargo binaries

cd ~/.cargo/bin

ls

您会注意到，除了Substrate和Subkey外，我们还可以使用Substrate-node-new和Substrate-module-new的二进制文件。我们将进一步使用这些来生成新的自定义节点和模块。

注意：另一个新编译的二进制文件是substrate -ui-new，一种用于克隆前端React app以管理Substrate链的工具。当我尝试运行应用程序时，这标记了一个错误，因此我们假设Polkadot JS / Substrate UI应用程序 - 另一个基于Typescript和React的应用程序，用于配置和管理Substrate和Polkadot区块链 - 是管理链的首选方法。

更新substrate脚本

更新Substrate脚本（从官方文档中提取）需要复制最新版本并使用以下命令替换cargo二进制文件：

f=`mktemp -d`

git clone https://github.com/paritytech/substrate-up $f

cp -a $f/substrate-* ~/.cargo/bin

cp -a $f/polkadot-* ~/.cargo/bin

我们已经安装了所需的Substrate工具并准备好使用。我们现在确实可以通过预先构建的开发节点运行Substrate。此节点将开始生成块，但对开发用途不大。

注：Substrate开发人员使用此预构建节点，可通过Substrate路径访问，仅用于开发目的，测试其最新版本并播放配置。对于拥有自己的runtime模块和链配置的底层项目，我们将编译一个自定义节点。这需要复制Substrate源代码并构建我们的自定义节点。

无论如何，我们可以验证Substrate dev链是否正在使用此命令：

substrate --dev

您的节点将在终端中运行，并且将开始生成区块。为了查看有关您的链的更多信息，例如每个支持模块的状态，我们将转向Polkadot JS应用程序。

有关Substrate命令行选项的细分，请查看--help输出：

substrate --help

熟悉帮助输出是了解命令行程序功能的一种经过尝试和测试的方法。此生成包含一些用于测试的有用标志，例如预先配置的帐户--alice，--bob等。该--light标志将节点作为轻型客户端运行，并在框架中内置轻型客户端支持。

这些和其他标志使得切换链配置变得简单，主要用于开发目的。

注意：您甚至可以使用自定义Substrate节点定义自己的命令行选项。请记住更新--help输出！rust拥有广泛的命令行工具，是我个人最喜欢的命令行实用程序开发语言。

在进入自定义构建之前，让我们回顾一下如何检查Substrate链。今天这样做的主要方法是通过使用Typescript和React开发的Polkadot JS应用程序。

使用Polkadot JS

Polkadot JS应用程序充当基本链资源管理器，并提供API和接口来管理Substrate模块。顾名思义，它也支持Polkadot链。我们有两种使用Polkadot JS的选择：

使用Parity托管应用程序，网址为https://polkadot.js.org/apps复制项目的存储库并在您的计算机上本地运行。

让我们复制项目并在本地运行它。安装完成后，我们可以将节点端点指向我们的Substrate链，这将是您机器上的另一个正在运行的进程。

// clone and start polkadot.js app

git clone https://github.com/polkadot-js/apps.git

mv apps polkadot.js

cd polkadot.js && yarn start

// start substrate dev chain in another terminal window

substrate --dev

运行后，在浏览器中转到localhost：3000。 要将应用程序连接到本地链，请导航到应用程序侧面菜单中的“设置”，然后切换到“本地节点”端点，类似于以下设置：

当点击save&reload时，您会注意到现在有许多其他的侧菜单链接。这些链接将根据您的链支持的功能而变化。

让我们来看看几乎所有连锁店都会支持的东西 - 账户。转到应用程序的“帐户”部分，您将看到“我的帐户”标签下的帐户列表。这些是预先配置的帐户，具有预配置的余额。我们还可以在帐户之间发送资金，删除帐户和备份帐户密钥。这突出了Polkadot JS应用程序的用途 - 在UI级别与您的Substrate链进行交互。

在继续之前，我们将提到Polkadot UI可以做的更多事情，只是为了突出它的一些功能：

· 您可以上载wasm-compiled基于ink的智能合约以与Contracts运行时模块一起使用。

作为pos共识区块链，Staking部分允许您投入资金成为交易的验证者，支持通过“藏匿账户”存储这些stake资金，可以保持离线的账户或存储这些资金在冷钱包。提名验证人，也可以查看staking奖励。当然您也可以从stake存储钱包中提取资金。

· 民主部分的目的是处理行政投票和管理链

· 整个Substrate JSON RPC（通过一系列端点从外部联系Substrate的方法）可以在Toolbox部分进行测试，而对链的管理更改可以在Sudo部分进行

· 您可能想知道来自Substrate dev链的那些预先配置的帐户来自哪里，这是正确的。这些帐户以及更多内容（包括运行时逻辑本身的已编译代码的“blob”）存储在“链规范”文件中，也称为链规范。
来源： 区块链研究实验室