Lab 2 Web3.js 与 Hardhat：把 Remix 那个按钮拆开

一句话版

Lab 1 是在浏览器里点按钮把合约部署上链，这份 Lab 把同一件事换成命令行做两遍——先 Web3.js 后 Hardhat，你要敲的命令不到十条，真正要学的是那条流水线上每一环归谁管。

题目地图

53 页分四段，命令都封在 Docker 镜像里，不用自己装 Node、solc 和 Hardhat。末页那句话划定了考试边界：Lab test 不要求写智能合约，要求知道怎么编译和执行合约。

段落	页码	学什么	主要失分点
Lab 1 回顾	p.4–13	合约的不可变性、交易原子性	把「不可变」理解成状态也不能改
Web3.js 原理	p.14–19	编译产物、节点、三步流程	说不清 ABI 和 bytecode 各去哪
Web3.js 实操	p.27–42	四条命令 + 浏览器对账	以为查 counter 也算一笔交易
Hardhat	p.43–51	工程化工具链 + ERC-721	不知道 8 行合约的逻辑从哪来

前两段回答「编译」，后两段回答「执行」，正好覆盖考试边界的两个词。

概念卡

1. 编译产物：ABI 与 bytecode

人话定义：本 Lab 主要使用 solc 的 bytecode 与 ABI 两类输出；编译器还能输出其他信息。

例子：bytecode 是 EVM 真正执行的低级代码，随创建交易上链；ABI 是一份接口描述，告诉调用方这个合约有哪些函数、参数怎么编码、返回值怎么解码，它留在本地。Remix 把这一步藏在一个按钮后面，所以 Lab 1 做完你也不知道产物长什么样；命令行这一遍会把两样东西都摆到面前。

常见误解

以为 ABI 文件必须随合约上链 → ABI 描述供客户端编码、解码，不是部署时必须储存的文件。补充：掌握函数签名和参数类型也能手工编码，不必拥有完整 ABI JSON；Etherscan 源码验证是核对源码与字节码，不是协议强制的调用前提。

2. Web3.js 与 RPC 节点（JSON-RPC）

人话定义：Web3.js 是一组 JavaScript 库，通过 HTTP、IPC 或 WebSocket 连上一个以太坊节点，按通用 JSON-RPC 规范说话。

例子：链路是「你的脚本 → RPC 节点 → 以太坊 P2P 网络」。脚本从不直接接触 P2P 网络，它只跟节点说话，广播由节点代劳。节点有两种来源：自己搭一台（要同步链数据，硬盘和时间都不便宜）或者用 Infura 这类公共服务。Lab 1 里 MetaMask 扮演的就是这个角色，只是它内置了节点地址，你没感觉到。

常见误解

以为 Lab 1 没用过 Infura → MetaMask 默认走的就是它，这次只是要你自己注册一个 key。注册时网络类别选 Web3 API 而非 IPFS，拿到的端点形如 https://sepolia.infura.io/v3/<key>，末尾那 32 位就是配置命令要填的第一个参数。

3. view 函数与「什么才算一笔交易」

人话定义：要让状态变化持久写入链上，就提交 transaction（交易）；只想模拟结果可用 call（调用）。view 不等于免费开关：它限制状态修改，不决定调用是否上链（补充）。

例子：Incrementer 合约里 increment 和 reset 会改 counter，各产生一笔交易和一个交易哈希；getCounter 标了 view，承诺不改状态，节点用 eth_call 本地执行，不上链、不花 gas。所以做完「一次 increment、两次查询、一次 reset」之后去浏览器看，交易列表里只有 2 笔。

常见误解

以为 failed 等于「没发生交易」 → 已上链但顶层失败的交易仍消耗 nonce、支付已用 gas，合约状态回滚。REVERT 保留未用 gas，out of gas 耗尽所供 gas；提交前就因 intrinsic gas 不足被拒绝，则根本未上链（补充）。

4. Hardhat 工程与继承（Inheritance）

人话定义：Hardhat 是命令行的合约开发环境，把生命周期管理、自动测试、脚本化部署、网络管理、交互控制台、外部脚本执行整合成一套脚手架。

例子：CompCoin 合约正文只有 8 行，却是一个完整的 ERC-721 非同质化代币——所有权、转账、授权、枚举的逻辑全部来自 import 进来的 OpenZeppelin ERC721Enumerable，本合约只做了两件事：给父类构造函数传名字 CompCoin 和符号 COMP，然后 _safeMint(msg.sender, 4142) 给部署者铸一枚 token。Remix 也能解析支持的 npm 导入；Hardhat 的价值在于可复现的依赖、测试和部署工程。

常见误解

把 _safeMint 和 _mint 当同一个 → _safeMint 多一步检查：接收方若是合约，必须通过 onERC721Received 接收检查，否则拒绝铸造；这降低误转风险，但不保证接收合约一定有正确的取出逻辑。

逐题拆解

回顾那十页里有两条比 Lab 1 讲得更精确的定义。第一条是「部署后不可变」后面括号里补的 (At the bytecode level)——字节码改不了，但合约存储的状态天天在变，本 Lab 的 counter 就是活例子。第二条是合约能读取执行上下文，也可调用其他合约；历史块哈希有可查询范围。它不能自己访问网页，block.timestamp 也不是任意精度的外部时钟，这就是真实项目需要预言机的原因。

Web3.js 那一段把 Remix 的一个按钮拆成三步：solc 在本地编译、Web3.js 把字节码和交易发给节点、公共节点服务广播到网络。三步各自的产物要能对上号——第一步出 ABI + bytecode，第二步部署时带创建字节码和构造参数，调用既有合约时才填它的地址和编码数据，第三步才轮到链。

实操那一段是考区。四条命令：deploy 返回一个链上地址，后面三条命令的第一个参数都是它；increment <地址> <值> 返回交易哈希；counter <地址> 只打印一个数、什么哈希都没有；reset <地址> <值> 又是一个哈希。课件的演示数是初值 4142，increment 1222 之后查得 5364，再 reset 成 5521。配置那一步要交两个东西：Infura 的 API key（32 位）和 MetaMask 导出的私钥（64 位十六进制，不带 0x）。为什么现在要私钥——部署和调用都要签名，Lab 1 里签名由 MetaMask 弹窗完成，现在脚本得自己签。

Hardhat 那一段是同一条流水线换一套工具再走一遍。npm run build 实际是 hardhat compile，输出会告诉你编译器版本 0.8.29 和 EVM 目标 cancun；npm run deploy 实际是 hardhat run script/deploy.js --network sepolia，那个 --network sepolia 说明 RPC 地址、Sepolia 的 chain ID 和签名私钥都写在配置文件里、由配置那步注入。部署完去浏览器看合约页，多出一栏 Token Tracker 显示 CompCoin (COMP)——浏览器检测到字节码实现了 ERC-721 接口，自动识别成代币合约；Incrementer 的页面没有这一栏。

课件里的坑

• [课件有误] 创建交易的 to 字段为空，不是零地址 0x000…000。答题应明确「contract creation: no recipient」，不要为了贴近课件而写成向零地址转账。
• [课件留白] reset 函数没有任何权限检查，链上任何人都能把 counter 改成任意值。教学合约不管这个，真实合约这里必须加 onlyOwner 之类的访问控制。
• [补充] counter 已经声明为 public，编译器会自动生成一个同名 getter，严格说 getCounter() 是多余的。课件保留它是为了演示 view 修饰符。
• [补充] --rm 会在容器退出后删除容器及其可写层；挂载卷或宿主机文件不因此消失。若配置只存在容器内，重建容器后需重新配置；Docker 是否要 sudo 取决于本机权限配置。
• [补充] 只用全新、无真实资产的测试账户私钥，绝不提交仓库、截图或发给他人。新建账户不等于撤销旧密钥；泄漏后应迁移旧账户资产和权限。64 位 hex 是私钥字节的文本表示；是否带 0x 按本 Lab 脚本要求，不是通用规则。
• [课件有误] Mac 安装页的标题错写成 “Install Docker Desktop on Windows”，正文把 Docker.dmg 写成了 “Docer.img”；Windows 页的 “checkboxs”、重置脚本输出的 “Reseting” 也都少字母。都是笔误，按流程做即可，别以为自己下错了文件。
• [补充] p.38 之后发交易的账户是 0x4F54…E071，和 p.10 Remix 里连着的 0x7223…FB1F1 不是同一个：TA 换了一个账户导出私钥。这不影响流程，但对照 Etherscan 时别拿 p.10 的地址去找那两笔交易，找不到不是你做错了。

课后 10 分钟：考点复习

这 10 分钟怎么用：合上页面，先默写三样——solc 的两样输出各去哪、生成一笔调用交易需要哪三个输入、哪些操作会上链；再做下面的「变式题」，重点是数清交易笔数；最后回查两处最爱错的地方——私钥不带 0x、查询不产生交易。

必背

1. 本 Lab 使用 solc 的两类输出：bytecode 随创建交易上链交给 EVM 执行，ABI 不上链、留在本地供调用方编码参数和解码返回值。
2. Web3.js 只跟一个 RPC 节点说话，由节点替你广播到 P2P 网络；三种连法是 HTTP、IPC、WebSocket，实现的是通用 JSON-RPC 规范。
3. 本 Lab 用合约地址、ABI、方法参数构造调用；签名交易还需 nonce、gas、chain ID 等字段，部分由工具补齐。
4. 本 Lab 查询通过 eth_call 模拟执行，不产生链上交易费；view 只约束不修改状态，被链上交易调用仍消耗 gas。
5. 顶层执行失败回滚合约执行状态，但 nonce 与已用 gas 费用不回滚；REVERT 保留未用 gas，执行耗尽 gas 则消耗所供 gas。
6. 配置命令的两个参数是 Infura API key 和私钥，前者 32 位、后者 64 位十六进制且不带 0x 前缀；私钥的用途是给交易签名。
7. Incrementer 的 counter 初值 4142，increment 1222 之后是 5364；一次 increment 加一次 reset 在浏览器上是两笔交易，中间的查询不留痕迹。
8. CompCoin 只有 8 行是因为继承了 OpenZeppelin 的 ERC721Enumerable；构造函数里的 _safeMint(msg.sender, 4142) 给部署者铸一枚 token ID 为 4142 的 NFT。

完整例题

把课件演示的那一轮从头对账一遍：部署 → increment 1222 → 查 counter → reset 5521 → 再查 counter，最后去浏览器核对。

1. 部署。deploy 打印出合约地址 0x85bf…9ecd，构造函数收到 4142，所以 counter 初值是 4142。这一步是一笔创建交易，to 为空。
2. increment 1222。脚本用 ABI 把 increment(1222) 编码进 data 字段，用私钥签名，经节点广播，等上链后打印交易哈希。counter 变成 4142 + 1222 = 5364。
3. 查 counter。打印 “The current counter stored in the contract is: 5364”，没有交易哈希——getCounter 是 view 函数，节点本地算完就返回。
4. reset 5521。又一笔交易，counter 直接被设成 5521。再查一次仍然没有哈希。
5. 浏览器对账。合约页显示 “Latest 2 from a total of 2 transactions”：一笔 Reset 在区块 11708700，一笔 Increment 在区块 11708683。三处可验算——① 五步操作共三笔链上交易（部署、increment、reset），截图列表展示后两笔，两次查询无痕；② 两笔相隔 11708700 − 11708683 = 17 个区块，页面显示时间差约 4 分钟，17 × 12 s ≈ 3.4 min，与 12 秒 slot 的数量级相符；可能漏 slot，不能用区块差推精确耗时；③ 两笔的 Value 列都是 0 ETH，它们只带 data 不带钱。

部署的创建交易也存在链上。课件截图列表只显示两笔调用，可从 Contract Creator 链接另查创建交易；不要把页面展示范围当协议规则。

变式题（先自己做）

换一串操作自己数：合约部署完 counter 初值仍是 4142，然后依次执行 increment 379 → 查 counter → reset 900 → increment 121 → 查 counter。

(1) 两次查询各打印什么数？(2) 浏览器的交易列表里会出现几笔交易，Value 列分别是多少？(3) 假设那两笔 increment 和一笔 reset 分别落在区块 X、X+9、X+26，假设没有漏 slot，最后一笔约比第一笔晚多久？(4) 如果第二笔 increment 已上链、顶层执行时耗尽 gas，counter 停在多少、这笔 gas 退不退？

提示

第 (1) 问注意 reset 是直接赋值而不是加减。第 (2) 问数清哪些操作改了状态——创建交易不在这个列表里。第 (3) 问用 Sepolia 12 秒一个块去乘。第 (4) 问回想交易的原子性那一条。

参考答案与自检（非官方评分标准）

自检要点：① reset 是赋值；② 本 Lab 查询走 eth_call；③ Value 与 gas fee 不同，0 ETH 也可能有手续费；④ 区分执行回滚、nonce 和费用。

(1) 第一次打印 4142 + 379 = 4521；reset 900 把 counter 直接设成 900，再加 121，第二次打印 1021。

(2) 3 笔：两笔 increment、一笔 reset，两次查询走 eth_call、不上链。三笔的 Value 列都是 0 ETH——它们只在 data 字段里带方法调用，没转任何币。此处不含已经完成的部署；算上部署总共 4 笔链上交易。

(3) 区块号差 (X+26) − X = 26，无漏 slot 时，26 × 12 s = 312 s ≈ 5.2 分钟；实际应读两个区块时间戳。

(4) counter 停在 900；已上链的第二笔 increment 顶层耗尽 gas，执行状态回滚、所供 gas 被消耗，nonce 不回滚。它仍显示 Failed，所以部署后的调用交易仍共 3 笔。若提交前被拒绝，则不能这样计数（补充）。

闪卡自测

1. 「合约部署后不可变」在哪个层面成立？

字节码层面。合约存储的状态照样变——counter 每次 increment 都在变，并不违反这条。工程上还可以用代理模式把逻辑地址指向新合约，不过那超出课件范围。

2. 合约能读到哪些上下文？它能去查一个网页吗？

可读自己的状态与交易、区块上下文，并能调用其他合约；不能直接访问网页。外部数据需通过预言机等机制输入链上，不能把「不能联网」误解为「不能读别的合约」（补充）。

3. solc 输出的两样东西各给谁用？

bytecode 给 EVM，随创建交易上链；ABI 给调用方（Web3.js、前端），不上链，用来编码调用参数和解码返回值。

4. Web3.js 和 P2P 网络之间隔着什么？

一个 RPC 节点。脚本通过 HTTP / IPC / WebSocket 按 JSON-RPC 规范跟它说话，由它把交易广播到 P2P 网络。节点要么自建，要么用 Infura 这类公共服务。

5. 为什么命令行脚本需要私钥，而 Remix 里不需要手动提供？

部署和调用都要对交易签名。Remix 里签名由钱包弹窗完成，钱包握着私钥；换成脚本之后没人替你签，本 Lab 将私钥交给脚本签名；真实工程也能用外部签名器。只用测试账户，结束后停止使用它。

6. 四条命令各返回什么？

deploy 返回合约地址；increment 和 reset 各返回一个交易哈希；counter 只打印当前值，没有哈希，因为这个脚本用 eth_call 查询，而不是发送交易。

7. CompCoin 只有 8 行，ERC-721 的转账和授权逻辑从哪来？

从 import 的 OpenZeppelin ERC721Enumerable 继承而来。合约自己只做两件事：给父构造函数传名字和符号、给部署者铸一枚 token。

8. 为什么 CompCoin 的合约页有 Token Tracker，Incrementer 的没有？

浏览器会检测字节码是否实现了 ERC-721 等代币接口，命中就自动识别成代币合约并读出名字和符号显示为 Token Tracker。Incrementer 不是代币，所以没有这一栏。

下一步

第 4 周公众假期停课，接下来两次 Lab 是 Project 介绍。这两周把两条流水线各自完整跑一遍，另外做三件课件没要求的事。

第一，去末页给的两个 GitHub 仓库把 deploy.js、increment.js、get_counter.js、reset.js 读一遍，找出三件事：ABI 从哪个文件读进来、web3.eth.Contract 的构造参数是什么、签名用的是哪个方法。考试说的「知道怎么执行」，边界就是这四个脚本。

第二，给 CompCoin 再铸一枚 token（改构造函数或加一个 mint 函数），重新编译部署，对比编译输出和 Token Tracker 有没有变化。

第三，在浏览器上找到 Incrementer 那笔创建合约的交易，看它的 to 字段和 Input Data，跟课件那句「目标地址 0x0」当面对质一次——这是全份材料里最值得自己验一遍的地方。

Project 大概率要在 Hardhat 这套工程结构上做，现在把镜像里的 contracts/、script/ 和配置文件看熟，十月初听 Project 介绍时就不会一头雾水。