區塊鏈開發就像在建造一座複雜的網路建築，而每項功能、每一筆交易都需要一個安全、穩定的支撐結構來確保系統的高效運作。 Subxt 就是為這樣的需求而生的——它猶如開發者手中的「橋樑」，專為Rust 生態下與Substrate 區塊鏈的高效交互而設計。透過Subxt，開發者可以如同打開工具箱般輕鬆地呼叫鏈上資料、執行交易，甚至在鏈的即時事件中獲取關鍵動態。
這篇文章是由PaperMoon 的Kaichao 老師撰寫的Substrate 進階課程技術文章的七篇，旨在幫助開發者深入掌握如何利用Subxt 實現與Substrate 的無縫對接。從外部交易的提交到鏈上資料的讀取與監控，Subxt 為開發者簡化了操作，並增強了系統的安全性。本篇將帶領大家深入探討Subxt 的核心功能及使用方法，為您的鏈上開發提供堅實的技術支援。
連結Substrate 的核心工具—Subxt
Subxt 是一個Rust 函式庫，旨在提供與Substrate 區塊鏈的高效介面。它允許開發者以安全、類型安全的方式與區塊鏈進行交互，簡化了執行交易、查詢狀態和訂閱事件的過程。 Subxt 的設計強調效能和安全性，利用Rust 的靜態型別系統來防止執行階段錯誤。這使得開發者在建構去中心化應用時，能夠減少潛在的錯誤和安全隱患。
功能概述：關鍵概念和基礎模組
在介紹subxt 相關的功能之前，你應該已經熟悉了以下的一些關鍵概念，
外部交易（Extrinsics） ：指的是提交到鏈上的交易或指令。 Subxt 允許使用者建立和提交這些extrinsics。
儲存（Storage） ：Substrate 的狀態以鍵值對的形式存儲，Subxt 可以讀取和查詢這些儲存值。
元資料（Metadata） ：包含關於區塊鏈運行時的信息，定義了鏈上的所有可用功能和資料結構。
事件（Events） ：區塊鏈操作發生時的通知，Subxt 可以訂閱這些事件以獲取鏈上動態變化的狀態。
Subxt提供了豐富的介面與鏈上資料和交易進行交互，功能包括：
提交外部交易（extrinsics）（庫名由此而來）。
訂閱區塊，讀取其中的外部交易和相關事件。
讀取並迭代儲存值。
從元資料中讀取常數和自訂值。
呼叫運行時API，並傳回結果。
透過安全的靜態類型介面執行上述所有操作，或在需要靈活性時透過動態介面執行。
WASM 支援：Subxt 可以編譯為WASM 在瀏覽器中運行，支援基於Rust 的瀏覽器應用，甚至可以與JS 應用程式綁定。
透過subxt-core crate 在#[no_std] 環境中執行多項操作。
使用內建輕客戶端（smoldot）與區塊鏈互動。
實踐指南：Subxt 使用範例詳解
下載元數據
使用subxt-cli工具從節點下載目標執行時間的元資料。
安裝：
將編碼後的元資料儲存到檔案：
預設情況下，此指令會查詢在http://localhost:9933/ 上執行的本機節點的元資料。如果要查詢其他節點，可以使用--url參數指定節點位址。
新增依賴
在Rust 工程的cargo.toml 檔案中加入如下內容，
取得鏈上存儲
在Substrate 區塊鏈中，儲存（Storage）用於持久化鏈上狀態資料。取得鏈上儲存的過程通常涉及以下步驟：
建立連結：首先，我們需要建立一個API 用戶端來連接到目標區塊鏈節點。這是透過OnlineClient 完成的，它會自動處理與節點的連接和通訊。
定義儲存查詢：接下來，我們需要定義要查詢的儲存項目。在Substrate 中，儲存資料以鍵值對的形式存儲，我們可以透過這些鍵來存取特定的資料。例如，如果我們想要取得某個帳戶的餘額訊息，就需要建立一個針對該帳戶的儲存查詢。
執行查詢：透過呼叫API 用戶端的fetch 方法傳送請求以取得儲存資料。
處理結果：在成功獲取資料後，我們可以提取所需的字段，例如餘額，並進行後續處理或展示。
發送交易
在Substrate 區塊鏈中，發送交易（或外部交易）是與區塊鏈互動的核心操作之一。這個過程通常包括以下步驟：
建立連接：並查詢儲存類型，先與鏈節點建立API 用戶端連接，確保可以傳送交易。
建構交易：使用Subxt 提供的介面定義交易的具體內容。在這個過程中，你需要指定交易類型，例如餘額轉賬，並設定交易的目標地址和轉帳金額。
簽名交易：在提交交易之前，需要對其進行簽名，以證明交易的發起者擁有相關的權限。這通常是透過私鑰進行簽名，確保交易的合法性。
提交交易：使用API 用戶端將簽署後的交易提交到區塊鏈。提交後，交易會被加入到待處理隊列中，並在下一個區塊中確認。
監控結果：可以透過監聽交易事件，取得交易的處理狀態，確認是否成功。成功後，可以根據傳回的事件資訊進行後續處理。
社區活躍與未來發展， Subxt 的生態支持與創新前景
高度的靈活性和安全性，使得subxt 可以用於多種應用場景，包括：
去中心化應用程式（DApps）：在建立與區塊鏈互動的前端應用時，Subxt 提供了簡單的API 介面。
自動化腳本：開發者可以使用Subxt 編寫腳本，以自動化管理鏈上資產或執行定期任務。
鏈上分析工具：使用Subxt 讀取區塊鏈數據，以分析鏈上活動和使用者行為。
Subxt 的開發活動十分活躍，伴隨著不斷更新和功能擴展。開發者可以存取豐富的文件和範例，參與社區討論，報告問題並貢獻程式碼。隨著Substrate 生態的不斷發展，Subxt 將繼續演變，包括更多的效能最佳化、對新特性的支援以及更多跨鏈互動能力。這使得它成為開發者持續創新的重要工具。
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