本篇文章是由 PaperMoon 的 Kaichao 老师撰写的 Substrate 进阶课程技术文章的七篇，旨在帮助开发者深入掌握如何利用 Subxt 实现与 Substrate 的无缝对接。从外部交易的提交到链上数据的读取与监控，Subxt 为开发者简化了操作，并增强了系统的安全性。本篇将带领大家深入探讨 Subxt 的核心功能及使用方法，为您的链上开发提供坚实的技术支持。

连接 Substrate 的核心工具——Subxt

Subxt 是一个 Rust 库，旨在提供与 Substrate 区块链的高效接口。它允许开发者以安全、类型安全的方式与区块链进行交互，简化了执行交易、查询状态和订阅事件的过程。Subxt 的设计强调性能和安全性，利用 Rust 的静态类型系统来防止运行时错误。这使得开发者在构建去中心化应用时，能够减少潜在的错误和安全隐患。

功能概述：关键概念和基础模块

在介绍 subxt 相关的功能之前，你应该已经熟悉了以下的一些关键概念，

外部交易（Extrinsics）：指的是提交到链上的交易或命令。Subxt 允许用户创建和提交这些 extrinsics。

存储（Storage）：Substrate 的状态以键值对的形式存储，Subxt 可以读取和查询这些存储值。

元数据（Metadata）：包含关于区块链运行时的信息，定义了链上的所有可用功能和数据结构。

事件（Events）：区块链操作发生时的通知，Subxt 可以订阅这些事件以获取链上动态变化的状态。

Subxt提供了丰富的接口与链上数据和交易进行交互，功能包括：

提交外部交易（extrinsics）（库名由此而来）。

订阅区块，读取其中的外部交易和相关事件。

读取并迭代存储值。

从元数据中读取常量和自定义值。

调用运行时 API，并返回结果。

通过安全的静态类型接口执行上述所有操作，或在需要灵活性时通过动态接口执行。

WASM 支持：Subxt 可以编译为 WASM 在浏览器中运行，支持基于 Rust 的浏览器应用，甚至可以与 JS 应用绑定。

通过 subxt-core crate 在 #[no_std] 环境中执行多项操作。

使用内置轻客户端（smoldot）与区块链交互。

实践指南：Subxt 使用示例详解

下载元数据

使用 subxt-cli 工具从节点下载目标运行时的元数据。

安装：

将编码后的元数据保存到文件：

默认情况下，此命令会查询在 http://localhost:9933/ 上运行的本地节点的元数据。如果要查询其他节点，可以使用 --url 参数指定节点地址。

添加依赖

在 Rust 工程的 cargo.toml 文件里添加如下内容，

获取链上存储

在 Substrate 区块链中，存储（Storage）用于持久化链上状态数据。获取链上存储的过程通常涉及以下几个步骤：

建立连接：首先，我们需要创建一个 API 客户端来连接到目标区块链节点。这是通过 OnlineClient 完成的，它会自动处理与节点的连接和通信。

定义存储查询：接下来，我们需要定义要查询的存储项。在 Substrate 中，存储数据以键值对的形式存储，我们可以通过这些键来访问特定的数据。例如，如果我们想获取某个账户的余额信息，就需要构建一个针对该账户的存储查询。

执行查询：通过调用 API 客户端的 fetch 方法发送请求以获取存储数据。

处理结果：在成功获取数据后，我们可以提取出所需的字段，例如余额，并进行后续处理或展示。

发送交易

在 Substrate 区块链中，发送交易（或外部交易）是与区块链交互的核心操作之一。这个过程通常包括以下几个步骤：

建立连接：和查询存储类型，首先与链节点建立 API 客户端连接，确保可以发送交易。

构建交易：使用 Subxt 提供的接口定义交易的具体内容。在这个过程中，你需要指定交易类型，例如余额转账，并设置交易的目标地址和转账金额。

签名交易：在提交交易之前，需要对其进行签名，以证明交易的发起者拥有相关的权限。这通常是通过私钥进行签名，确保交易的合法性。

提交交易：使用 API 客户端将签名后的交易提交到区块链。提交后，交易会被添加到待处理队列中，并在下一个区块中进行确认。

监控结果：可以通过监听交易事件，获取交易的处理状态，确认其是否成功。成功后，可以根据返回的事件信息进行后续处理。

社区活跃与未来发展 Subxt 的生态支持与创新前景

高度的灵活性和安全性，使得 subxt 可以用于多种应用场景，包括：

去中心化应用（DApps）：在构建与区块链交互的前端应用时，Subxt 提供了简单的 API 接口。

自动化脚本：开发者可以使用 Subxt 编写脚本，以自动化管理链上资产或执行定期任务。

链上分析工具：使用 Subxt 读取区块链数据，以分析链上活动和用户行为。

Subxt 的开发活动十分活跃，伴随着不断更新和功能扩展。开发者可以访问丰富的文档和示例，参与社区讨论，报告问题并贡献代码。随着 Substrate 生态的不断发展，Subxt 将继续演变，包括更多的性能优化、对新特性的支持以及更多跨链交互能力。这使得它成为开发者持续创新的重要工具。

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