Provider（连接到以太坊）

Provider 是与以太坊网络交互的接口，用于读取链上数据。

ethers.js 提供了十几种 Provider 最常用的是 JsonRpcProvider。

什么是 JsonRpcProvider

JsonRpcProvider 是 ethers.js 提供的一个类，用于通过 JSON-RPC 协议与以太坊节点通信。JSON-RPC 是一种轻量级的远程过程调用协议，广泛用于以太坊生态系统中，允许客户端（您的代码）向区块链节点发送请求（如查询余额、调用合约、发送交易等）。

与 getDefaultProvider 不同，JsonRpcProvider 要求开发者显式指定 RPC 端点的 URL，从而提供更高的控制权和灵活性。

连接

使用 buildbear 提供的测试网 RPC 节点。

import { ethers } from "ethers";

const provider = new ethers.JsonRpcProvider("提供商的RPC测试节点");

读取链上数据

getBalance 获取余额

返回最原始余额 wei 单位 ETH 余额，Bigint 类型。

传入 address 地址参数，address 在 MetaMask 钱包中最顶部 0x...。

const balance = await provider.getBalance(
  "0x2cFC43B94126595E8B636fed9fB585fF220Bc97d"
);
console.log(balance.toString());
// 返回 300000000000000000000  等价于 300.0 ETH

什么是 wei

在以太坊区块链中，wei 是以太坊原生货币 ETH 的最小单位。ETH 的各种单位（如 wei、gwei、ether）之间的关系类似于法定货币中的分、角、元，用于表示不同数量级的值。wei 是最小的计价单位，广泛用于以太坊的交易、Gas 费用计算和智能合约操作。

wei 的定义

1 ETH = 10^18 wei，也就是说，1 个以太币(ETH)等于 1,000,000,000,000,000,000（10 的 18 次方）wei。
wei 得名于以太坊的先驱之一 Wei Dai（戴伟），他提出了加密货币的早期概念。

以太坊使用多种单位来表示 ETH 的数量，方便不同场景的使用。以下是常见单位及其与 wei 的换算关系：

wei：最小的单位，1 wei = 1 wei。
kwei（或 kilo-wei）：1 kwei = 1,000 wei。
mwei（或 mega-wei）：1 mwei = 1,000,000 wei。
gwei（或 giga-wei）：1 gwei = 1,000,000,000 wei（10^9 wei）。常用于表示 Gas 费用。
ether：1 ether = 1,000,000,000,000,000,000 wei（10^18 wei）。

getNetwork 获取网络信息

返回网络信息，包含网络名称、链 ID。

const network = await provider.getNetwork();
console.log(`网络名称：${network.name}，网络链ID：${network.chainId}`);

链 ID（chainId） 是什么在以太坊及兼容区块链的上下文中，chainId 是一个唯一的数字标识符，用于标识特定的区块链网络。它是 EIP-155（以太坊改进提案）引入的一个关键概念，主要用于区分不同的区块链网络（如以太坊主网、测试网或其他兼容链），以确保交易和签名在正确的网络上执行，并防止跨链重放攻击。

chainId 的定义

chainId 是一个整数，用于唯一标识一条区块链网络。
例如：
- 以太坊主网的 chainId 通常是 1。
- Sepolia 测试网：chainId = 11155111
- 币安智能链 (BSC) 主网：chainId = 56
每个区块链网络（包括主网、测试网、侧链或私有链）都有一个独特的 chainId，确保网络间的隔离。

chainId 的作用

网络标识：
- 帮助开发者确认当前连接的区块链网络。例如，chainId = 1 表示连接到以太坊主网。
- 在 DApp 中，chainId 用于验证用户是否连接到正确的网络（如要求连接主网）。
防止重放攻击：
- chainId 是交易签名的一部分，确保交易只在指定网络上有效。例如，在主网签名的交易无法在 Sepolia 测试网上重放。
- 这通过 EIP-155 的签名机制实现，交易数据包含 chainId。
智能合约和工具支持：
- 钱包（如 MetaMask）、节点和工具（如 ethers.js）使用 chainId 来正确处理交易和查询。
- 例如，调用合约时，chainId 确保合约地址和网络匹配。

完整列表可参考 Chainlist

getFeeData 获取当前网络 Gas 费用

getFeeData 方法通过查询区块链网络的最新状态，返回与 Gas 费用相关的数据。这些数据可以用于：

估算 Gas 费用：为交易设置合适的 Gas 价格（传统交易）或最大费用/优先费用（EIP-1559 交易）。
优化交易成本：根据网络拥堵情况选择合适的 Gas 设置，避免支付过高费用或交易失败。
支持 EIP-1559：提供与 EIP-1559（伦敦硬分叉引入的费用市场）相关的参数，如基础费用和优先费用。

const freeData = await provider.getFeeData();
console.log(
  `当前网络的Gas费用：${freeData.gasPrice.toString()} wei，当前网络的最大Gas费：${freeData.maxFeePerGas.toString()} wei，当前网络的最大优先级Gas费：${freeData.maxPriorityFeePerGas.toString()} wei`
);

getFeeData 的返回内容

gasPrice（传统 Gas 价格，单位：wei）：
- 用于传统（Legacy）交易，代表每单位 Gas 的价格。
- 在非 EIP-1559 网络（如某些测试网或侧链）上使用。
maxFeePerGas（EIP-1559 最大费用，单位：wei）：
- 交易愿意支付的每单位 Gas 的最大费用，包括基础费用（baseFeePerGas）和优先费用（maxPriorityFeePerGas）。
maxPriorityFeePerGas（EIP-1559 优先费用，单位：wei）：
- 支付给矿工（或验证者）的"优先费"（小费），用于激励更快确认交易。

getBlockNumber 获取最新区块高度

getBlockNumber 用于获取当前区块链网络的最新区块高度（即最新的区块编号）。

const blockNumber = await provider.getBlockNumber();
console.log(`当前最新区块高度：${blockNumber}`); // 22528944

getBlockNumber 方法通过查询区块链网络的最新状态，返回当前链上（chainId）的最新区块编号（block number）。具体用途包括：

监控区块链状态：获取最新的区块高度，用于跟踪网络的最新状态或确认交易是否被打包。
同步数据：在 DApp 或脚本中，用于检查区块链的进度，例如同步事件日志或验证区块确认。
调试和测试：在开发智能合约或测试环境中，确认节点是否正常运行或检查链的最新高度。

getTransaction 查询交易详情

getTransaction 方法通过交易哈希（tx hash）查询区块链网络上某笔交易的详细信息。它在以下场景中非常有用：

交易状态查询：获取交易的细节，如发送者、接收者、金额、Gas 费用等，用于验证交易内容。
交易跟踪：检查交易是否已被广播、是否在待处理（pending）状态或已被确认。
调试和监控：在 DApp 或脚本中，分析交易的执行情况，例如检查 Gas 使用或失败原因。
用户界面：在去中心化应用中显示交易详情（如转账金额或合约交互数据）。

注意：getTransaction 返回的是交易的请求数据（如发送时的参数），而不是交易的执行结果（如成功或失败）。要获取交易结果（例如确认状态或收据），需使用 getTransactionReceipt（后续会提及）。

Hash 参数可以在 MetaMask 中查看：

可以在区块浏览器查看此 Hash 交易信息：0x86e02b444996402090920b38bbccfcdea27f6bc9921a3d4b841c25bfe64581ce

const transaction = await provider.getTransaction(
  "0x86e02b444996402090920b38bbccfcdea27f6bc9921a3d4b841c25bfe64581ce"
);
/**
  {
    "_type": "TransactionResponse",
    "accessList": [],
    "blockNumber": 22528945,
    "blockHash": "0x27387e87e9eb210a163a44cf51ac5327a0ad7116bdb939b4a33d9c93ce1b31e8",
    "blobVersionedHashes": null,
    "chainId": "26315",
    "data": "0x",
    "from": "0x2cFC43B94126595E8B636fed9fB585fF220Bc97d",
    "gasLimit": "21000",
    "gasPrice": null,
    "hash": "0x86e02b444996402090920b38bbccfcdea27f6bc9921a3d4b841c25bfe64581ce",
    "maxFeePerGas": "1230406006",
    "maxPriorityFeePerGas": "1230406006",
    "maxFeePerBlobGas": null,
    "nonce": 0,
    "signature": {
      "_type": "signature",
      "networkV": null,
      "r": "0x04cc44816d0e2791bb750671e708b5c0d77427b46033976d7665ba5be88a8fdc",
      "s": "0x1bd919b4c246f2e3119774e930ae78f4b7daf1a12e35678927532b18841c25d8",
      "v": 28
    },
    "to": "0x817C6Ef5f2EF3CC56ce87942BF7ed74138EC284C",
    "index": 0,
    "type": 2,
    "value": "1000000000000000000"
  }
*/

getTransaction 返回一个 Promise，解析为一个 TransactionResponse 对象或 null（如果交易不存在或未被网络处理）。

TransactionResponse 对象包含以下主要字段（字段可能因网络和交易状态略有不同）：

hash：交易的哈希（字符串，例如 0xabc...）。
from：发送者地址（0x...）。
to：接收者地址（0x...，对于合约创建交易可能为 null）。
value：交易金额（BigInt，单位为 wei）。
gasLimit：交易设置的 Gas 限制（BigInt）。
gasPrice：传统交易的 Gas 价格（BigInt，单位为 wei，非 EIP-1559 交易）。
maxFeePerGas：EIP-1559 交易的最大 Gas 费用（BigInt，单位为 wei）。
maxPriorityFeePerGas：EIP-1559 交易的优先费用（BigInt）。
nonce：交易的 nonce BigInt。
data：交易的数据（字符串，例如合约调用的输入数据）。
chainId：交易的目标链 ID。
blockNumber：交易所在区块的编号（BigInt，仅当交易已确认时存在，否则为 null）。
blockHash：交易所在区块的哈希（仅当交易已确认时存在，否则为 null）。
timestamp：区块时间戳（仅当交易已确认时存在）。其他字段：如 type（交易类型，例如 2 表示 EIP-1559 交易）。

getTransactionReceipt 获取交易回执

getTransactionReceipt 的主要作用是查询以太坊区块链上某笔交易的回执信息。交易回执是交易被矿工打包并上链后生成的数据结构，包含了交易执行的结果和相关元数据。通过调用此方法，你可以：

确认交易状态：检查交易是否成功执行（status 字段）。
获取 Gas 使用情况：了解交易消耗了多少 Gas。
查看日志事件：获取交易触发的智能合约事件（Logs），例如 ERC-20 代币的 Transfer 事件。
分析交易细节：获取区块号、交易索引等信息，用于调试或记录。

// 接收交易 HASH 参数
const transactionReceipt = await provider.getTransactionReceipt(
  "0x86e02b444996402090920b38bbccfcdea27f6bc9921a3d4b841c25bfe64581ce"
);
/**
{
  "_type": "TransactionReceipt",
  "blockHash": "0x27387e87e9eb210a163a44cf51ac5327a0ad7116bdb939b4a33d9c93ce1b31e8",
  "blockNumber": 22528945,
  "contractAddress": null,
  "cumulativeGasUsed": "21000",
  "from": "0x2cFC43B94126595E8B636fed9fB585fF220Bc97d",
  "gasPrice": "0",
  "blobGasUsed": null,
  "blobGasPrice": null,
  "gasUsed": "21000",
  "hash": "0x86e02b444996402090920b38bbccfcdea27f6bc9921a3d4b841c25bfe64581ce",
  "index": 0,
  "logs": [],
  "logsBloom": "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "status": 1,
  "to": "0x817C6Ef5f2EF3CC56ce87942BF7ed74138EC284C"
}
*/

TransactionReceipt 返回对象的结构

to：交易的目标地址（对于合约调用，通常是合约地址）。
from：交易的发送者地址。
contractAddress：如果交易是创建合约的交易，该字段包含新创建合约的地址。
transactionHash：交易的哈希值。
transactionIndex：交易在区块中的索引位置。
blockHash：交易所在区块的哈希值。
blockNumber：交易所在区块的高度。
gasUsed：交易实际消耗的 Gas 量（v6 使用 BigInt 而非 v5 的 BigNumber）。
cumulativeGasUsed：区块中该交易及之前所有交易累计消耗的 Gas 量。
status：交易的执行状态，通常为 1 表示成功，0 表示失败。
logs：交易触发的日志事件数组（通常由智能合约的 event 生成）。
logsBloom：日志的 Bloom 过滤器，用于事件查询。
effectiveGasPrice：交易的实际 Gas 价格（包括基础费用和优先费用，EIP-1559 相关）。

logs 字段：logs 是一个数组，包含交易触发的所有事件（event）的详细信息。每个 Log 对象包括：

address：触发事件的合约地址。
topics：事件的索引主题（用于事件过滤）。
data：事件的非索引数据。
logIndex：日志在区块中的索引。

getTransactionCount 获取地址的交易次数

getTransactionCount 方法查询区块链网络上某个地址的交易计数（nonce），即该地址已经发起并被确认的交易数量，或者包括未确认（pending）的交易数量，具体取决于查询参数。它在以下场景中非常重要：

交易签名：在发送交易时，nonce 必须正确设置，以确保交易按顺序处理并避免重放攻击。
防止交易冲突：通过获取最新 nonce，确保新交易不会因 nonce 重复而被拒绝。
监控账户活动：了解某个地址的交易历史或活跃程度。
DApp 开发：在构建去中心化应用时，动态管理 nonce 以支持并发交易。

const transactionCount = await provider.getTransactionCount(
  "0x2cFC43B94126595E8B636fed9fB585fF220Bc97d"
);
console.log(transactionCount); // 0

// 包括未确认的交易计数
const transactionPendingCount = await provider.getTransactionCount(
  "0x2cFC43B94126595E8B636fed9fB585fF220Bc97d",
  "pending"
);
console.log(transactionPendingCount); // 0

getTransactionCount 返回一个 Promise<number>，解析为一个数字。

交易计数（nonce）：nonce 是每个地址的交易序列号，从 0 开始递增，每次发送交易时增加 1。

参数：

address（必需）：要查询的以太坊地址（例如 0x123...）。
blockTag（可选）：指定查询的区块高度或状态，默认是 "latest"（最新确认区块）。可以设置为：
- "latest"：查询已确认交易的计数。
- "pending"：包括未确认（pending）交易的计数。
- 具体区块编号（例如 21000000n）或区块哈希。

getCode 获取指定地址的字节码

getCode 方法通过查询区块链网络，返回指定地址的字节码，通常用于以下场景：

检查地址类型：判断一个地址是普通账户（EOA，Externally Owned Account）还是智能合约账户。普通账户的字节码为空（0x），而智能合约账户返回非空的字节码。
验证合约部署：确认某个地址是否部署了智能合约，并获取其字节码以分析功能。
调试和安全分析：获取合约的字节码以进行逆向工程或验证合约代码是否与预期一致。
合约交互准备：在与智能合约交互前，确认地址是否包含有效的合约代码。

const code = await provider.getCode(
  "0x2cFC43B94126595E8B636fed9fB585fF220Bc97d"
);
// 0x   这是一个普通账户

const code2 = await provider.getCode(
  "0xA0b86991c6218b36c1d19D4a2e9Eb0cE3606eB48"
);
// 0x60806040526004361061006.......   这是一个智能合约账户

getCode 返回一个 Promise，解析为一个字符串，表示指定地址的字节码（以十六进制格式表示，0x 开头）。

普通账户：返回空字节码 "0x"。
- 由私钥控制。
- 无字节码（getCode 返回 "0x"）。
- 用于发送交易、持有 ETH 或代币。
- 示例：用户钱包地址。
智能合约账户：返回非空的字节码，例如 "0x6080604052..."（实际字节码取决于合约）。
- 由代码控制，无私钥。
- 有字节码（getCode 返回非空字符串，如 "0x6080604052..."）。
- 用于执行逻辑、存储数据、持有 ETH 或代币。
- 示例：USDT 合约地址（0xdAC17F958D2ee523a2206206994597C13D831ec7）。

输入参数：

address（必需）：要查询的以太坊地址（例如 0x123...）。
blockTag（可选）：指定查询的区块高度或状态，默认是 "latest"（最新确认区块）。可以设置为：
- "latest"：查询最新确认区块的状态。
- "pending"：查询未确认状态（通常不常用）。
- 具体区块编号（例如 21000000n）或区块哈希。

getBlock 查询区块链网络

getBlock 方法通过查询区块链网络，返回指定区块的详细信息，例如区块的哈希、交易列表、时间戳等。它在以下场景中非常有用：

获取区块数据：查询特定区块的详细信息，如区块高度、时间戳、Gas 使用情况或包含的交易。
交易验证：检查某笔交易是否包含在特定区块中，或分析区块中的交易历史。
区块链状态监控：结合 getBlockNumber，分析链上活动或区块生成情况。
调试和分析：在开发或调试智能合约/DApp 时，检查区块内容以验证链上状态。

// 22528944 参数通过 getBlockNumber 获取到的最新区块高度
const block = await provider.getBlock(22528944);
/**
  {
    "_type": "Block",
    "baseFeePerGas": "263268495",
    "difficulty": "0",
    "extraData": "0x",
    "gasLimit": "30000000",
    "gasUsed": "21000",
    "blobGasUsed": null,
    "excessBlobGas": null,
    "hash": "0xdd1211d949483956a9cdf9fcc0ae65a01c9eb59cef977301cfcf992f9fdfb0a6",
    "miner": "0xC014BA5EC014ba5ec014Ba5EC014ba5Ec014bA5E",
    "prevRandao": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "nonce": "0x0000000000000000",
    "number": 22528944,
    "parentHash": "0xf34cd7f6450a8727dc3150f072280e8d2f60d36b4b0ad38fa16901982a07c7ba",
    "timestamp": 1747804242,
    "parentBeaconBlockRoot": null,
    "stateRoot": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "receiptsRoot": "0x056b23fbba480696b65fe5a59b8f2148a1299103c4f57df839233af2cf4ca2d2",
    "transactions": [
      "0xc8ca9239152959e6af3f6e8b8fb901150ad2eb4032ecfd602bc327832abb9093"
    ]
  }
*/

getBlock 返回一个 Promise，解析为一个 Block 对象或 null（如果区块不存在）。

Block 对象包含以下主要字段（字段可能因网络和配置略有不同）：

hash：区块的哈希值（字符串，例如 0xabc...）。
number：区块高度（BigInt，例如 21000000n）。
timestamp：区块生成的时间戳（Unix 时间，秒）。
parentHash：父区块的哈希。
gasLimit：区块的 Gas 限制（BigInt）。
gasUsed：区块使用的 Gas 总量（BigInt）。
transactions：区块内交易的哈希列表（字符串数组）或完整交易对象（取决于参数）。
miner：挖矿者的地址（或验证者地址，视网络而定）。
baseFeePerGas：基础 Gas 费用（EIP-1559 网络，BigInt，单位为 wei）。
其他字段：如 nonce、difficulty（PoW 网络）或 extraData。

输入参数：

blockHashOrBlockNumber（必需）：可以是区块哈希（0x...）或区块编号（数字或 BigInt，如 21000000）。
prefetchTxs（可选，布尔值，默认false）：是否返回完整的交易对象。
- false（默认）：transactions 字段只包含交易哈希列表。
- true：transactions 包含完整的交易对象（包括 to、value、data 等）。

resolveName 查询 ENS 地址

resolveName 是一个用于解析 Ethereum Naming Service (ENS) 名称的功能，具体来说，它将一个 ENS 名称（例如 vitalik.eth）解析为对应的以太坊地址（例如 0xd8dA6BF26964aF9D7eEd9e03E53415D37aA96045）。

const address = await provider.resolveName("vitalik.eth");
// 0xd8dA6BF26964aF9D7eEd9e03E53415D37aA96045

总结

本文详细介绍了 ethers.js 中 Provider 的常用方法，包括如何获取账户余额、网络信息、Gas 费用、区块高度、交易详情、交易回执、交易次数、地址字节码以及区块信息。通过这些方法，开发者可以方便地读取链上各种数据，监控区块链状态，分析交易和区块内容，并为 DApp 或脚本开发提供坚实的数据基础。掌握 Provider 的用法，是以太坊开发的基础能力之一。

本章所有示例代码，均可在 GitHub 中找到。

什么是 JsonRpcProvider​

连接​

读取链上数据

getBalance 获取余额​

什么是 wei​

getNetwork 获取网络信息​

getFeeData 获取当前网络 Gas 费用​

getBlockNumber 获取最新区块高度​

getTransaction 查询交易详情​

getTransactionReceipt 获取交易回执​

getTransactionCount 获取地址的交易次数​

getCode 获取指定地址的字节码​

getBlock 查询区块链网络​

resolveName 查询 ENS 地址​

总结​