Hyperledger Fabric链码开发的8条军规

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我相信智能合约（链码）是Hyperledger Fabric区块链网络的核心。正确开发 链码可以真正发挥一个安全区块链的优势，反之则会带来 灾难性的后果。在这篇文章里我不打算探讨Hyperledger Fabric链码设计的特定模式的 好与坏，而是希望分享我在开发若干Hyperledger Fabric概念验证应用过程中 总结的一些基本准则。

1、启用peer节点的开发模式

使用开发模式开启你的Hyperledger Fabric链码开发流程。这一点无论 怎么强调都不过分，这会节省你大量的时间和精力，因为你可以自由地 修改代码而无需重新部署并激活链码，也无需一遍遍地重启网络。

参考文档：https://gist.github.com/arnabkaycee/d4c10a7f5c01f349632b42b67cee46db

2、使用Fabric链码的日志

这可能是能帮助你调试Hyperledger Fabric链码并快速找出链码bug的 第一个有用的技能。链码日志很简单易用，使用Fabric内建的logger即可。

参考文档：

3、避免在Fabric链码中使用全局键

在开发Hyperledger Fabric链码时，我们经常会发现在搜索数据方面 限制很多，因此要跟踪在键值库中注册的键，我们有时会尝试使用某些全局数据。

例如，当你再Hyperledger Fabric应用中跟踪注册的弹珠时，可能 想创建一个全局的计数器以便生成弹珠的下一个ID。但是这么做的时候， 你就引入了对这个变量的依赖。在开始的时候这看起来不是个问题，但是 当你提交并发交易时就会出错。为什么？让我解释一下。

看一下链码：

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package main
import (
	//other imports
	"github.com/hyperledger/fabric/core/chaincode/shim"
  	 pb "github.com/hyperledger/fabric/protos/peer"
)

//不要这么做！	
totalNumberOfMarbles := 0

func (t *SimpleChaincode) initMarble(stub shim.ChaincodeStubInterface, args []string) pb.Response {
    var err error
    
	marbleId := fmt.Sprintf("MARBLE_%06d",totalNumberOfMarbles)
	marbleName := args[0]
	color := strings.ToLower(args[1])
	owner := strings.ToLower(args[3])
	size, err := strconv.Atoi(args[2])
	
	//other code to initialize
	objectType := "marble"
	marble := &marble{objectType, marbleId, marbleName, color, size, owner}
	
	//--------------CODE SMELL----------------
	//BIG source of Non-determinism as well as performance hit.
	totalNumberOfMarbles = totalNumberOfMarbles + 1 
	//--------------CODE SMELL----------------
	

	//regular stuff...		
	err = stub.PutState(marbleId, marbleJSONasBytes)
	if err != nil {
		return shim.Error(err.Error())
	}
}

那么，为什么我不喜欢这样？

第一个原因。假设你已经完成这个Fabric链码，一切都很正常，直到有一天， 某个运行这个链码的peer节点，崩溃了。虽然账本数据还在，但是内部有些 可怕的事情已经发生了。你可能重新启动peer节点，起初一切看起来都正常。 但是突然，这个节点背书的所有交易都开始失败了。为什么？就是因为 那个全局计数变量已经不能正确跟踪真实的值了。其他的peer节点都 计数到比如15K了，而这个节点突然从零开始计数，你的弹珠的ID又 从零开始了。因此，当你将这个交易发送给排序节点（Orderer）并到达提交节点（Peer） 时，提交节点上的验证系统（Validation System Chaincode）会比较所有背书交易的提议响应， 同时检查是否有足够的签名存在，只要有一个提议响应不匹配，提交节点就会抛出一个 ENDORSEMENT_POLICY_FAILURE异常。

第二个原因。现在让我们尝试解决上面的问题，在Fabric链码的最后添加如下的代码：

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stub.PutState("marble_count", totalNumberOfMarbles)

这样会好一些吗？Noooooooooooooooooo！

想象一下，有两个并发交易都试图插入新的弹珠。

例如，一个交易要将marble_count的值更新为34，marble_count状态的新版本为10。 而另一个交易则要将marble_count的值更新为35， 它也认为marble_count的新版本为10。 记住，由于这两个交易是并发的，两个交易看到的都是current_version(marble_count) = 09。

现在其中一个交易将在另一个交易之前到达Fabric的排序节点，marble_count键已经更新到 新的值，这时marble_count的版本已经是10，因此后到的交易将失败，因为 marble_count的版本已经是10 ，而后续交易还认为它读的是版本09并且将 更新到版本10。这是区块链中经典的双花问题（double spending）。

Hyperledger Fabric在提交交易时使用一种优化的锁模型。正如我已经解释过的， 提议响应由客户端从背书节点采集，然后发送给排序节点并最终由排序节点将其 分发给提交节点。着这个两步过程中，如果有些在背书阶段读取的键的版本发生了变化， 你就会得到MVCC_READ_CONFLICT错误。当存在并发交易同时更新相同的键时，就有 可能出现这个问题。

关于这一点的详细说明，可以参考这篇文章。

4、聪明地使用CouchDB查询

Couch DB查询（又称为Mongo查询）在搜索Fabric节点的键值库中的数据时非常有用， 但是有一些坑你需要注意。

  • Couch DB查询不会修改交易的READ SET

Mongo查询仅用来查询节点的键值库也就是状态库。它不会修改交易的read set。这可能会在交易中 导致幻读（phantom reads）。

  • 只能搜索已经存入CouchDB的数据

不要试图用Mongo查询按键名搜索。虽然你可以访问CouchDB的Fauxton控制台， 但你无法按键查询。例如，不允许查询channelName\0000KeyName。更好 的方法时将键作为你自己数据的属性保存。

5、编写确定性的Fabric链码

永远不要编写不确定的链码。意思是说如果我在多个不同的时间、不同的环境下 执行链码，总应该得到相同的结果。例如，避免使用像rand.New(...)或 t := time.Now() 这样的代码，或者依赖于某个没有在账本中持久化的变量。

这是因为，如果生成的读写集不一样，Hyperledger Fabric的验证系统链码（Validation System Chaincode） 会拒绝交易并抛出ENDORSEMENT_POLICY_FAILURE异常。

6、调用其他通道的Fabric链码时要小心

在链码中调用同一个通道中的另一个链码没问题，但是要了解的是，如果 是要调用另一个通道的链码，你只能得到链码方法的返回结果，而不会在 另一个通道账本中有任何提交。目前，跨通道的链码调用不会修改数据，因此， 一个交易一次只能写入一个通道。

7、记得设置Fabric链码的执行超时时间

在高负载的情况下，你的Hyperledger Fabric链码可能不会在30s内完成。因此一个好的实践是 根据需求定制链码执行超时值。这是由core.yaml中的参数决定的。你可以 在docker compose 文件中如下设置：

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Example: CORE_CHAINCODE_EXECUTETIMEOUT=60s

8、避免从Fabric链码中访问外部资源

访问外部资源可能会暴露系统漏洞并给你的Hyperledger Fabric链码引入安全威胁。无论如何 你不会希望外部资源中的恶意代码影响你的链码逻辑。因此请尽可能的避免 再Fabric链码中访问区块链外部的资源。

原文链接：General Guidelines for writing Hyperledger Fabric Chaincodes.