Solana中文大全

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交易与指令 ​

在Solana上，我们发送交易与网络进行交互。交易包括一个或多个 指令，每个指令代表一个要处理的具体操作。指令的执行逻辑存储在部署到Solana网络的程序上，每个程序都存储自己的指令集。

以下是有关如何执行交易的关键细节：

  • 执行顺序：如果交易包含多条指令，则按照指令添加到交易中的顺序进行处理。
  • 原子性：交易是原子性的，这意味着它要么完全完成，所有指令都成功处理，要么完全失败。如果交易中的任何指令失败，则不会执行任何指令。

简单来说，可以将交易视为处理一条或多条指令的请求。

简化的交易

你可以将交易想象成一个信封，每个指令都是你填写并放入信封中的文件。然后我们邮寄信封来处理文件，就像在网络中发送交易以处理我们的指令一样。

关键点 ​

  • Solana交易由与网络上的各种程序交互的指令组成，其中每个指令代表一个特定的操作。

  • 每个指令指定执行指令的程序、指令所需的账户和执行指令所需的数据。

  • 交易中的指令按其列出的顺序进行处理。

  • 交易是原子性的，意味着要么所有指令都成功处理，要么整个交易失败。

  • 交易最大为1232个字节。

基础示例 ​

下图表示具有单个指令的交易，用于将 SOL 从发送方转移到接收方。

Solana 上的个人“钱包”是系统程序拥有的帐户。作为Solana账户模型的一部分，只有拥有账户的程序才能修改账户上的数据。

因此，从“钱包”账户转移SOL需要发送交易以调用系统程序上的转移指令。

SOL转移

发件人帐户必须作为交易的签名人（ is_signer ）包含在交易中，以批准扣除其 lamport 余额。发送方和接收方帐户都必须是可变写入的（ is_writable ），因为指令会修改两个帐户的 lamport 余额。

发送交易后，将调用系统程序来处理传输指令。然后，系统程序会相应地更新发送方和接收方帐户的 lamport 余额。

SOL转移过程

简单的SOL转移 ​

以下是如何使用该 SystemProgram.transfer 方法构建 SOL 传输指令的Solana Playground示例：

typescript
// 定义要转移的数量
const transferAmount = 0.01; // 0.01 SOL

// 为从钱包1向钱包2转移SOL创建一个转移指令
const transferInstruction = SystemProgram.transfer({
  fromPubkey: sender.publicKey,
  toPubkey: receiver.publicKey,
  lamports: transferAmount * LAMPORTS_PER_SOL, // 将transferAmount转换为lamports
});

// 将转移指令添加到新交易中
const transaction = new Transaction().add(transferInstruction);

运行脚本并检查记录到控制台的交易细节。在下面的部分中，我们将详细介绍幕后发生的事情的细节。

交易 ​

Solana交易由以下组成：

  1. 签名：交易中包含的签名数组。
  2. 消息：要原子性处理的指令列表。

交易格式

交易消息的结构包括：

交易消息

交易大小 ​

Solana 网络坚持 1280 字节的最大传输单元 （MTU） 大小，符合IPv6 MTU大小限制，以确保通过 UDP 快速可靠地传输集群信息。在考虑必要的标头（IPv6 为 40 字节，分段为8 字节）后，仍有 1232 个字节可用于数据包的数据，例如序列化交易。

这意味着 Solana 交易的总大小限制为 1232 字节。签名和消息的组合不能超过此限制。

  • 签名：每个签名需要 64 字节。签名的数量可能会有所不同，具体取决于交易的要求。
  • 消息：消息包括说明、帐户和其他元数据，每个帐户需要 32 个字节。账户和元数据的组合大小可能会有所不同，具体取决于交易中包含的指令。

交易格式

消息头 ​

消息头指定交易的帐户地址数组中包含的帐户的权限。它由三个字节组成，每个字节包含一个 u8 整数，它们共同指定：

  1. 交易所需的签名数量。
  2. 需要签名的只读账户地址数量。
  3. 不需要签名的只读账户地址数量。

消息头

紧凑数组格式 ​

交易消息上下文中的紧凑数组是指，以下列格式序列化的数组：

  1. 数组的长度，编码为紧凑型u16.
  2. 数组中的各个元素按顺序列在编码后的长度之后

紧凑数组格式

此编码方法用于指定交易消息中“账户地址”和“指令”数组的长度。

账户地址数组 ​

交易消息包括一个数组，其中包含交易内指令所需的所有账户地址。

此数组以帐户地址数的紧凑型u16编码开始，后跟按账户权限排序的地址。消息头中的元数据用于确定每个部分中的帐户数。

  • 可写入帐户和签名者
  • 只读帐户和签名者帐户
  • 可写入帐户而非签名者帐户
  • 只读而非签名者的帐户

紧凑账户地址数组

最近区块哈希 ​

所有交易都包含一个最近区块哈希，作为交易的时间戳。区块哈希用于防止重复和消除过时的交易。

交易区块哈希的最长期限为 150 个区块（假设区块时间为 400 毫秒，则为大约1分钟）。如果交易的区块哈希比最新的区块哈希早 150 个区块，则认为该交易已过期。这意味着未在特定时间范围内处理的交易将永远不会被执行。

您可以使用getLatestBlockhashRPC方法获取当前区块哈希和区块哈希有效的最后一个区块高度。这里有一个Solana Playground上的示例。

指令数组 ​

交易消息包括一个数组，其中包含所有请求处理的指令。交易消息中的指令采用CompiledInstruction的格式。

与帐户地址数组非常相似，这个紧凑的数组以指令数的紧凑型u16编码开始，然后是指令数组。数组中的每条指令都指定以下信息：

  1. 程序 ID：标识将处理指令的链上程序。这表示为指向帐户地址数组中的帐户地址的 u8 索引。
  2. 账户地址索引的紧凑数组：指向指令所需的每个账户的账户地址数组的 u8 索引数组。
  3. 不透明u8数据的紧凑数组：特定于所调用程序的 u8 字节数组。此数据指定要在程序上调用的指令以及指令所需的任何其他数据（例如函数参数）。

紧凑指令数组

交易结构示例 ​

以下是包含单个SOL 转账指令的交易结构示例。它显示消息详细信息，包括标题、帐户密钥、区块哈希和说明，以及交易的签名。

  • header：包括用于指定 accountKeys 数组中的读/写和签名者权限的数据。
  • accountKeys：包括交易上所有指令的账户地址数组。
  • recentBlockhash：创建交易时包含在交易上的区块哈希。
  • instructions：包含交易上所有指令的数组。指令中的每个 account 和 programIdIndex 都按索引引用 accountKeys 数组。
  • signatures：包括交易上所有需要作为签名者的账户的签名数组。签名是通过使用账户的相应私钥对交易消息进行签名创建的。
js
"transaction": {
    "message": {
      "header": {
        "numReadonlySignedAccounts": 0,
        "numReadonlyUnsignedAccounts": 1,
        "numRequiredSignatures": 1
      },
      "accountKeys": [
        "3z9vL1zjN6qyAFHhHQdWYRTFAcy69pJydkZmSFBKHg1R",
        "5snoUseZG8s8CDFHrXY2ZHaCrJYsW457piktDmhyb5Jd",
        "11111111111111111111111111111111"
      ],
      "recentBlockhash": "DzfXchZJoLMG3cNftcf2sw7qatkkuwQf4xH15N5wkKAb",
      "instructions": [
        {
          "accounts": [
            0,
            1
          ],
          "data": "3Bxs4NN8M2Yn4TLb",
          "programIdIndex": 2,
          "stackHeight": null
        }
      ],
      "indexToProgramIds": {}
    },
    "signatures": [
      "5LrcE2f6uvydKRquEJ8xp19heGxSvqsVbcqUeFoiWbXe8JNip7ftPQNTAVPyTK7ijVdpkzmKKaAQR7MWMmujAhXD"
    ]
  }

指令 ​

指令是链上处理特定操作的请求，是 程序中最小的连续执行逻辑单元。

在构建要添加到交易中的指令时，每个指令必须包括以下信息：

  • 程序地址：指定被调用的程序。
  • 账户：列出指令读取或写入的每个账户，包括使用 AccountMeta 结构体的其他程序。
  • 指令数据：一个字节数组，用于指定要调用程序上的指令处理程序，以及指令处理程序所需的任何其他数据（函数参数）。

交易指令

账户元 ​

对于指令所需的每个账户，必须指定以下信息：

  • pubkey：账户的链上地址
  • is_signer：指定是否需要该帐户作为交易的签署者
  • is_writable：指定是否修改帐户数据

这些信息被称为AccountMeta账户元。

AccountMeta

通过指定指令所需的所有账户，以及每个账户是否可写，交易可以并行处理。

例如，两个不包含写入相同状态的任何账户的交易可以同时执行。

示例指令结构 ​

以下是 SOL转账指令的结构示例，其中详细说明了指令所需的帐户密钥、程序 ID 和数据。

  • keys：包括 AccountMeta 指令所需的每个帐户。
  • programId：包含所调用指令的执行逻辑的程序的地址。
  • data：指令的指令数据，作为字节缓冲区
js
{
  "keys": [
    {
      "pubkey": "3z9vL1zjN6qyAFHhHQdWYRTFAcy69pJydkZmSFBKHg1R",
      "isSigner": true,
      "isWritable": true
    },
    {
      "pubkey": "BpvxsLYKQZTH42jjtWHZpsVSa7s6JVwLKwBptPSHXuZc",
      "isSigner": false,
      "isWritable": true
    }
  ],
  "programId": "11111111111111111111111111111111",
  "data": [2,0,0,0,128,150,152,0,0,0,0,0]
}

扩展示例 ​

构建程序指令的细节通常由客户端库抽象化。然而如果没有可用的客户端库，您随时可以手动构建指令。

手动SOL转账 ​

这是一个Solana Playground示例，展示了如何手动构建SOL转账指令：

typescript
// 定义要转账的金额
const transferAmount = 0.01; // 0.01 SOL

// SystemProgram转账指令的指令索引
const transferInstructionIndex = 2;

// 为要传递给转账指令的数据创建一个缓冲区
const instructionData = Buffer.alloc(4 + 8); // uint32 + uint64
// 将指令索引写入缓冲区
instructionData.writeUInt32LE(transferInstructionIndex, 0);
// 将转账金额写入缓冲区
instructionData.writeBigUInt64LE(BigInt(transferAmount * LAMPORTS_PER_SOL), 4);

// 手动创建一个转账指令，用于从发送者到接收者的SOL转账
const transferInstruction = new TransactionInstruction({
  keys: [
    { pubkey: sender.publicKey, isSigner: true, isWritable: true },
    { pubkey: receiver.publicKey, isSigner: false, isWritable: true },
  ],
  programId: SystemProgram.programId,
  data: instructionData,
});

// 将转账指令添加到新交易中
const transaction = new Transaction().add(transferInstruction);

在底层，使用该 SystemProgram.transfer 方法的简单示例在功能上等同于上面更冗长的示例。该 SystemProgram.transfer 方法只是抽象出创建指令数据缓冲区的细节以及 AccountMeta 指令所需的每个帐户。