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Solana 核心概念-账户模型

1. Solana 账户模型

在 Solana 上,所有数据都存储在所谓的“帐户”中。 Solana 上的数据组织方式类似于键值存储,其中数据 库中的每个条目称为“帐户(Account)”。

1.1 要点

  • 账户最多可存储10MB 数据,这些数据可以由可执行的程序代码或程序状态组成。
  • 账户需要以SOL形式存入租金,与存储数据的数量成比例,当账户关闭时,该金额可以 全额退款。
  • 每个帐户都有一个程序“所有者”。 只有拥有帐户的程序可以修改其数据或扣除其lamport余额。 然而,任何人都可以增加的余额。
  • 程序 (智能合约) 是无状态账户,用于存储可执行代码。
  • 数据账户是由程序创建的,用于存储和管理程序状态。
  • 原生程序是内置程序,包括在 Solana 运行时内。
  • Sysvar 帐户是存储网络集群状态的特殊帐户。

1.2 账户

每个帐户都可以通过其唯一的地址来识别,用 Ed25519 PublicKey 格式。 你可以将地址的视为账户的唯一标识符。

此账户及其地址之间的关系可以被视为键值对, 而地址是定位相应的链上账户数据的键。

1.2.1 帐户信息

帐户有一个 最大大小为 10MB(10 Mega Bytes) ,

/// Maximum permitted size of account data (10 MiB).
pub const MAX_PERMITTED_DATA_LENGTH: u64 = 10 * 1024 * 1024;

并且 Solana 上每个帐户上存储的数据有以下结构称为 AccountInfo

/// Account information
#[derive(Clone)]
#[repr(C)]
pub struct AccountInfo<'a> {
    /// 账户公钥
    pub key: &'a Pubkey,
    /// 账户余额的数字表示方式为 lamports,这是SOL中最小的单位(1 SOL = 10亿 lamports)
    pub lamports: Rc<RefCell<&'a mut u64>>,
    /// 存储帐户状态的字节数组。 如果帐户是程序(智能合约),则存储可执行程序代 码。 此字段是,通常称为“帐户数据”。
    pub data: Rc<RefCell<&'a mut [u8]>>,
    /// 指定哪一个程序的公钥 (程序ID) 拥有该帐户。
    pub owner: &'a Pubkey,
    /// 此帐户下次欠租金的时期
    pub rent_epoch: Epoch,
    /// 该交易是否由该账户的公钥签名
    pub is_signer: bool,
    /// 该帐户是否可写?
    pub is_writable: bool,
    /// 表示帐户是否为程序的布尔标识符。
    pub executable: bool,
}

作为Solana 账户模式的一个关键部分,Solana 上的每个账户都有一个指定为“所有者”,特 别是一个程序。 只有指定为帐户所有者的程序可以修改帐户中存储的数据或扣除lamport余 额。 重要的是要注意到,虽然只有所有者可以扣除余额,但任何人都可以增加余额。

若要在链上存储数据,必须将一定数量的SOL转账到一个帐户。 转账金额与账户上存储的 数据的大小成比例。 这一概念通常称为“租用”。 然而,仍然存在着这种情况。你可以认 为"出租"更像"保证金",因为分配给帐户的SOL可以在关闭帐户时完全恢复。

原生程序

Solana 包含少数原生程序,这些程序是验证器实现的一部分,并为网络提供了各种核心功 能。 你可以这里找到原生程序的完 整列表。
当在 Solana 上开发自定义程序时,你通常会与两个原生程序交互,即系统程序和 BPF Loader。

系统程序

默认情况下,所有新账户都属 于系统程序。 系统程序执行几项关键任务,例如:

  • 新账户创建: 只有系统程序可以创建新帐户。
  • 空间分配: 设置每个帐户数据字节的容量。
  • 分配程序所有者: 一旦系统程序创建了一个帐户,它可以将指定的程序所有者重新分配到不同的程序帐户。 这是自定义程序如何获取系统程序创建的新账户的所有权。

在Solana上,“钱包”只是系统程序拥有的帐户。 钱包的 lamport 余额是账户拥有的 SOL金 额。

只有系统程序拥有的账户才能用作交易费付款人。

BPFLoader 程序

BPF Loader 是指定为网络上所有其他程序的“所有者”的程序,不包括原生程序。 它负责部署、升级和 执行自定义程序。

Sysvar 帐户

Sysvar账户是位于预定义地址的特殊账户,可以访问集群状态数据。 这些帐户使用网络集 群的数据动态更新。 你可以在这里找 到 Sysvar 账户的完整列表。

自定义程序

在Solana,“智能合约”称为 programs。 程序是一个包含可执 行代码的帐户,由一个设置为真的 “executable” 标志表示。

程序账户

当新程序 为已部署时, 从技术上讲,Solana 上创建了三个独立的账户:

  • 程序账户: 代表链上程序的主账户。 此帐户存储可执行数据帐户的地址(存储编译的 程序代码)和程序的更新权限(授权地址更改程序)。
  • 程序可执行数据帐户:包含可执行文件的帐户程序的字节码。
  • 缓冲帐户:一个临时帐户,在程序正在部署或升级时存储字节代码。 处理完成后, 数据将转入程序可执行数据账户,并关闭缓冲账户。

例如,这里是 Solana 浏览器上的 Token 扩展 的程序账户链 接及其相应 的程序可执行数据帐户

为了简单起见,你可以将“程序帐户”视为程序本身。

“程序帐户”的地址通常称为“程序ID”,用于调用该程序。

数据帐户

Solana 程序是“无状态”的,这意味着程序帐户只包含程序可执行字节代码。 要存储和修改 额外数据,必须创建新的帐户。 这些账户通常称为“数据账户”。
数据账户可以存储在所有者程序的代码中定义的任意数据。

注意,只有 System Program 可以创建新帐 户。 一旦系统程序创建了一个帐户,它就可以将新帐户的所有权转移到另一个程序。

换言之,为自定义程序创建数据账户需要两个步骤:

  1. 调用系统程序来创建一个帐户,然后将所有权转到一个自定义程序
  2. 调用现在拥有账户的自定义程序,然后初始化程序代码中定义的账户数据
    这个数据账户创建过程常常是抽象为一步,但是了解基础过程是有用的。

Solana版本分布与选择

查看版本分布

https://www.validators.app/?locale=en&network=mainnet

目前主要版本在 2.0.15 - 2.0.18

solana 官方最新版本为v1.18.26
https://github.com/solana-labs/solana

agave 最新版本为 v2.0.18
https://github.com/anza-xyz/agave/

说明目前solana 目前网络主要运行的agave版本

从anza消息来看,核心的开发都转到了agave, 现有solana-labs/solana会逐步被废弃

https://medium.com/anza-xyz/anza-github-migration-faq-9ab94e03f8dc

如果我有新的 PR,我应该将其提交给 Agave 还是旧的 Solana Labs repo,为什么?新的 PR 应该提交给 anza-xyz/agave。solana-labs/solana repo 将很快存档。

旧的 Solana Labs 仓库会怎样? Solana Labs monorepo 最终将变为非活动状态。它不会立即归档,因为那里的问题更容易就地解决,但很快就会归档。这将是一个长达数月的过程,Agave 客户端会镜像 Solana Labs 客户端,然后两者会分道扬镳,Solana Labs 客户端将完全变为非活动状态

Solana 开发入门

Solana 的开发可以分为两个主要部分:

  1. 链上程序开发:在这里您可以创建自定义程序并将其直接部署到区块链。部署后,任何知道如何与它们通信的人都可以使用它们。您可以用 Rust、C 或 C++ 编写这些程序。Rust 目前对链上程序开发的支持最多。
  2. 客户端开发:在这里,您可以编写与链上程序通信的软件(称为去中心化应用程序或 dApp)。您的应用程序可以提交交易以在链上执行操作。客户端开发可以用任何编程语言编写。

客户端和链上端之间的“粘合剂”是 Solana JSON RPC API。客户端向 Solana 网络发送 RPC 请求以与链上程序交互。这与前端和后端之间的正常开发非常相似。使用 Solana 的主要区别在于后端是一条全球无权限区块链。这意味着任何人都可以与您的链上程序交互,而无需颁发 API 密钥或任何其他形式的权限。

客户端SDK

Language SDK
RUST solana_sdk
Typescript @solana/web3.js
Python solders
Java solanaj or solana4j
C++ solcpp
Go solana-go
Kotlin solanaKT or sol4k
Dart solana
C# solnet
GdScript godot

您还需要与 RPC 建立连接才能与网络交互。您可以与RPC 基础设施提供商合作,也 可以运行自己的 RPC 节点

脚手架

为了快速开始使用应用程序的前端,您可以通过在 CLI 中输入以下内容来生成可定制的 Solana 脚手架:

npx create-solana-dapp <project-name>

这将创建一个新项目,其中包含开始在 Solana 上构建所需的所有文件和基本配置。脚手架将包含一个示例前端和一个链上程序模板(如果您选择了一个)。您可以阅读文档 create-solana-dapp以 了解更多信息。

测试框架

测试实例

当你开始在 Solana 上进行构建时,还有一些资源可帮助你加速你的旅程:

  • Solana Cookbook:参考资料和代码片段的集合,可帮助您在 Solana 上进行构建。
  • Solana 程序示例:示例程序库,为程序上的不同操作提供构建块。
  • 指南:教程和指南引导您在 Solana 上进行构建。

获取支持

https://solana.stackexchange.com/

Solana Playground (Solpg) - 类似以太坊Remix的web开发环境

网址

Solana Playground (Solpg) https://beta.solpg.io

使用步骤

  1. 连接到 Playground
    点击屏幕左下方的“未连接”按钮

  2. 创建你的钱包
    您将看到一个保存钱包密钥对的选项。(可选)保存钱包密钥对以进行备份,然后单击“继续”。

    您现在应该在窗口底部看到您的钱包地址、SOL 余额和连接的集群(默认为 devnet)。

    您的 Playground 钱包将保存在浏览器的本地存储中。清除浏览器缓存将删除您保存的钱包。

  3. 获取 Devnet SOL
    从开发人员的角度来看,SOL 主要有两个用途:

    1. 创建可以存储数据或部署程序的账户
    2. 与网络交互时支付交易费用

以下是使用 devnet SOL 为你的钱包提供资金的两种方法
选项 1:使用 Playground 终端
要使用 devnet SOL 为您的 Playground 钱包提供资金,请在 Playground 终端中运行:

solana airdrop 5

选项 2:使用 Devnet Faucet
如果空投命令不起作用(由于速率限制或错误),您可以使用Web Faucet

  • 输入你的钱包地址(位于 Playground 屏幕底部)并选择金额
  • 单击“确认空投”以接收您的 devnet SOL