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使用 Muta 框架从零开发一条 Dex 专有链

我们的目标是开发一条链上挂单、链上撮合、链上成交的简易 dex 专有链，旨在通过 step by step 的流程，帮助开发者熟悉 Muta 框架，学会如何使用框架开发自己的区块链。

在开始本教程之前，开发者需要先学习 Service 开发指南

我们按照 Service 开发指南中提到的，使用 Muta 框架开发自己的区块链流程，来开发这条 dex 专有链：

思考自己链的专属需求，确定需要哪些 Service
如果需要的 Service 有现成的，可以直接复用；如果没有，可以自己开发
将这些 Service 接入框架，编译运行！

1. 思考需要的 Service

我们一共需要 2 个 Service，除了 Dex Service 外，由于 Dex 链需要有进行交易的资产，所以还需要一个 Asset Service。 Asset Service 除了常见的发行、转账、查询功能外，还需要一个锁定资产功能。因为用户发起挂单交易时，需要锁定用户资产，确保成交时有足够的余额来完成交易。 Dex 订单成交时，需要修改用户资产余额，所以 Asset Service 需要提供修改余额接口，并且该接口只能由 Dex Service 调用，无法被用户直接调用。我们先将 Asset Service 的对其他 Service 接口定义如下：

pub trait AssetFacade {
    fn lock(&mut self, ctx: ServiceContext, payload: ModifyBalancePayload) -> ServiceResponse<()>;

    fn unlock(&mut self, ctx: ServiceContext, payload: ModifyBalancePayload)
        -> ServiceResponse<()>;

    fn add_value(
        &mut self,
        ctx: ServiceContext,
        payload: ModifyBalancePayload,
    ) -> ServiceResponse<()>;

    fn sub_value(
        &mut self,
        ctx: ServiceContext,
        payload: ModifyBalancePayload,
    ) -> ServiceResponse<()>;
}

然后我们定义 Asset Service 对外的接口，以及内部方法。标有 [read] ， [write] 的方法为对外方法。没有标记的方法为内部方法。

#[cycles(210_00)]
#[write]
fn create_asset(
    &mut self,
    ctx: ServiceContext,
    payload: CreateAssetPayload,
) -> ServiceResponse<Asset> ;

#[cycles(100_00)]
#[read]
fn get_asset(&self, ctx: ServiceContext, payload: GetAssetPayload) -> ServiceResponse<Asset> ;

#[cycles(100_00)]
#[read]
fn get_balance(
    &self,
    ctx: ServiceContext,
    payload: GetBalancePayload,
) -> ServiceResponse<GetBalanceResponse>;

#[cycles(210_00)]
#[write]
fn transfer(&mut self, ctx: ServiceContext, payload: TransferPayload) -> ServiceResponse<()>;

fn _add_value(&mut self, payload: &ModifyBalancePayload) -> ServiceResponse<()>;

fn _sub_value(&mut self, payload: &ModifyBalancePayload) -> ServiceResponse<()>;

Dex Service 包含的功能有：

增加交易对
查询交易对
发起挂单交易（买或卖）
每个 block 执行结束后，匹配订单并成交
查询订单状态

功能 1、2、3、5 可由用户调用 Servcie 接口触发：

#[cycles(210_00)]
#[write]
fn add_trade(&mut self, ctx: ServiceContext, payload: AddTradePayload) -> ServiceResponse<()>;

#[read]
fn get_trades(&self, _ctx: ServiceContext) -> ServiceResponse<GetTradesResponse>;

#[cycles(210_00)]
#[write]
fn order(&mut self, ctx: ServiceContext, payload: OrderPayload) -> ServiceResponse<()> ;

#[read]
fn get_order(
    &self,
    _ctx: ServiceContext,
    payload: GetOrderPayload,
) -> ServiceResponse<GetOrderResponse> ;

功能 4 由 #[hook_after] 自动触发：

#[hook_after]
fn match_and_deal(&mut self, params: &ExecutorParams);

2. 开发 Asset Service，Dex Service

新建一个 cargo 项目，在 dependency 中依赖必要的 muta 组件，可以参看源代码仓库

muta-tutorial-dex 目录结构如下：

./muta-tutorial-dex
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── LICENSE
├── README.md
├── config
│   ├── chain.toml
│   └── genesis.toml
├── rust-toolchain
├── services
│   └── asset
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src
│   │       └── lib.rs
│   └── dex
│       ├── Cargo.toml
│       └── src
│           └── lib.rs
└── src
    └── main.rs

可以看到，目录主要包含 config，services 和 src 三个子目录：

config：链的配置信息
services：包含链的所有 service
src：这条链的 bin 目录，在 main.rs 中，我们将 services 接入 muta library，并启动整条链

注意：services 目录中并不包含了一个 [metadata service] ，但是 muta 链启动的时候，需要提供一个 metadata service 。我们需要在 ServiceMapping 中将 muta package 内置的 metadata service 注册进去。

impl ServiceMapping for DefaultServiceMapping {
    fn get_service<SDK: 'static + ServiceSDK, Factory: SDKFactory<SDK>>(
        &self,
        name: &str,
        factory: &Factory,
    ) -> ProtocolResult<Box<dyn Service>> {
        let service = match name {
            "asset" => Box::new(Self::new_asset(factory)?) as Box<dyn Service>,
            "metadata" => Box::new(Self::new_metadata(factory)?) as Box<dyn Service>,
            "dex" => Box::new(Self::new_dex(factory)?) as Box<dyn Service>,
            _ => panic!("not found service"),
        };

        Ok(service)
    }

    fn list_service_name(&self) -> Vec<String> {
        vec!["asset".to_owned(), "metadata".to_owned(), "dex".to_owned()]
    }
}

编写 Asset Service

学习完 [Service 开发指南][service_dev]，相信读者对如何开发 asset service 已经有了一定的想法，并且能够阅读 asset service 源码。这里就不复述相关内容，仅向读者说明一些需要注意的地方：

代码结构

Service 的组件定义在 lib.rs 中，组件需要用到的数据结构，如输入输出参数(TransferPayload)、事件类型(TransferEvent)、存储类型(Asset)定义在 types.rs 中。

创世配置

Asset Service 通过 fn init_genesis 方法，注册了 Muta Tutorial Token，该 token 信息将包含在创世块的世界状态里：

// lib.rs
#[genesis]
fn init_genesis(&mut self, payload: InitGenesisPayload) {
    let asset = Asset {
        id: payload.id,
        name: payload.name,
        symbol: payload.symbol,
        supply: payload.supply,
        issuer: payload.issuer.clone(),
    };

    self.assets.insert(asset.id.clone(), asset.clone())?;

    let balance = Balance {
        current: payload.supply,
        locked: 0,
    };

    self.sdk.set_account_value(&asset.issuer, asset.id, balance)
}

// types.rs
#[derive(Deserialize, Serialize, Clone, Debug)]
pub struct InitGenesisPayload {
    pub id: Hash,
    pub name: String,
    pub symbol: String,
    pub supply: u64,
    pub issuer: Address,
}

该方法的输入参数 InitGenesisPayload，定义在 muta-tutorial-dex/config/genesis.toml 文件中，该文件包含所有 service 的创世配置信息：

# config/genesis.toml
[[services]]
name = "asset"
payload = '''
{
    "id": "0xf56924db538e77bb5951eb5ff0d02b88983c49c45eea30e8ae3e7234b311436c",
    "name": "Muta Tutorial Token",
    "symbol": "MTT",
    "supply": 1000000000,
    "issuer": "0xf8389d774afdad8755ef8e629e5a154fddc6325a"
}
'''

框架在创建创世块时，会读取该配置并调用 fn init_genesis 方法。

接口权限

Asset Service 的 fn lock、fn unlock、fn add_value、fn sub_value 接口方法，只能被 Dex Service 调用，无法被用户直接调用。在 Asset Service 中定义了 ADMISSION_TOKEN，通过检验在 ServiceContext 中的 extra 字段是否包含该令牌进行权限控制。

const ADMISSION_TOKEN: Bytes = Bytes::from_static(b"dex_token");

编写 Dex Service

Dex Service 源码可以在这里找到，注意事项同上。

3. 将 Service 接入框架，编译运行！

前面已经提到，这部分工作将在 src 目录的 main 文件中完成。脚手架下载的 main 文件已经帮我们实现了绝大部分代码，所以这部分工作将变得非常简单。

在模版代码中，定义了一个 struct DefaultServiceMapping 结构体，并为该结构体实现了 trait ServiceMapping，框架通过 trait ServiceMapping 可以获取到所有 service 实例，从而将开发者定义的 service 接入框架底层组件。

trait ServiceMapping 包含两个方法，一个 fn get_service 用来根据 service 名称获取 service 实例，另一个 fn list_service_name 用来获取所有 service 名称。

需要注意的是，框架将使用在 fn list_service_name 方法中 service 名称排列的顺序，依次调用 service 中 #[genesis] 或 #[hook_before] 或 #[hook_after] 标记的方法。

我们需要做的，仅仅是把 fn get_service 和 fn list_service_name 方法中的 service 集合，替换成我们 services 目录中包含的 service 集合：

impl ServiceMapping for DefaultServiceMapping {
    fn get_service<SDK: 'static + ServiceSDK, Factory: SDKFactory<SDK>>(
        &self,
        name: &str,
        factory: &Factory,
    ) -> ProtocolResult<Box<dyn Service>> {
        let service = match name {
            "asset" => Box::new(Self::new_asset(factory)?) as Box<dyn Service>,
            "metadata" => Box::new(Self::new_metadata(factory)?) as Box<dyn Service>,
            "dex" => Box::new(Self::new_dex(factory)?) as Box<dyn Service>,
            _ => panic!("not found service"),
        };

        Ok(service)
    }

    fn list_service_name(&self) -> Vec<String> {
        vec!["asset".to_owned(), "metadata".to_owned(), "dex".to_owned()]
    }
}

到这里，所有的开发工作就完成了，运行 cargo run 编译并启动 dex 链。

通过浏览器打开 http://localhost:8000/graphiql ，即可与 dex 链进行交互，graphiql 的使用方法参见文档。

注意：由于框架正在持续的开发过程中，所以框架的 api 有可能发生变动

#1. 思考需要的 Service

#2. 开发 Asset Service，Dex Service

#编写 Asset Service

#代码结构

#创世配置

#接口权限

#编写 Dex Service

#3. 将 Service 接入框架，编译运行！