以太坊作为全球领先的智能合约平台，其生态系统的繁荣离不开各种客户端工具，Geth（Go-Ethereum）是以太坊官方实现的Go语言客户端，也是目前最流行、功能最全面、社区支持最广泛的以太坊节点客户端之一，无论是运行全节点、参与网络共识、开发DApp，还是进行简单的账户管理，Geth都扮演着至关重要的角色，本教程将带你从零开始,逐步了解和掌握Geth的基本使用方法。

什么是Geth？

Geth是以太坊网络的入口，它允许你连接到以太坊主网、测试网（如Ropsten, Goerli, Sepolia）或私有网络,执行以下功能：

  • 同步以太坊区块链数据：作为全节点、归档节点或轻节点。
  • 管理以太坊账户：创建、导入、导出、列出账户及其余额。
  • 发送和交易以太币（ETH）及代币：构建、签名和广播交易。
  • 与智能合约交互：部署合约、调用合约函数。
  • 参与网络共识：作为验证者（在PoS之后）或矿工（在PoS之前）。
  • 运行DApp节点：为基于Web3的应用程序提供后端支持。

Geth的安装

在开始之前，你需要先安装Geth，Geth支持多种操作系统，这里以主流的Windows、macOS和Linux为例。

Windows系统

  • 下载：访问Geth官方GitHub Releases页面：https://github.com/ethereum/go-ethereum/releases
  • 下载最新版本的Windows可执行文件（通常是geth-windows-amd64-版本号.zip）。
  • 安装：解压下载的zip文件到你想安装的目录（C:\geth）。
  • 配置环境变量（可选但推荐）：将 geth.exe 所在目录添加到系统的 PATH 环境变量中，这样你就可以在任何目录下直接运行 geth 命令。

macOS系统

  • 使用Homebrew（推荐）：
    brew install geth
  • 手动下载：同样从GitHub Releases页面下载适用于macOS的tar.gz文件，解压后将geth可执行文件移动到 /usr/local/bin 或其他PATH包含的目录。

Linux系统 (以Ubuntu/Debian为例)

  • 使用包管理器：
    sudo apt-get update
sudo apt-get install geth
  • 手动下载：从GitHub Releases页面下载适用于Linux的tar.gz文件，解压后移动到PATH包含的目录（如 /usr/local/bin）。

安装完成后，打开终端（命令提示符）,输入以下命令验证安装是否成功：

geth version

如果显示Geth的版本信息,则表示安装成功。

Geth的基本使用

Geth的核心功能通过命令行参数和交互式控制台来实现。

启动Geth节点

启动Geth最基本的方式是同步以太坊主网数据：

geth console

这个命令会启动Geth并直接进入JavaScript交互式控制台（同时也会开始同步区块数据），同步过程可能需要很长时间,取决于你的网络带宽和计算机性能。

常用启动参数：

  • --syncmode：同步模式。
    • fast（默认）：快速同步，只下载区块头和最近的状态数据,是目前最常用的模式。
    • full：全同步，下载所有区块数据，包括历史交易,非常耗时且占用大量磁盘空间。
    • light：轻节点同步，只同步区块头，不保存状态数据，资源占用少,但功能受限。
    • archive：归档节点同步，下载所有区块数据，并保留所有历史状态,用于深度数据分析。
    • geth --syncmode fast console
  • --networkid：网络ID，用于区分不同的以太坊网络，主网ID为1，测试网Ropsten为3，Goerli为5，Sepolia为11155111，如果你连接的是公共网络，通常不需要手动指定,Geth会自动识别。
  • --testnet：连接到以太坊测试网（默认是Ropsten，但Ropsten已弃用，推荐使用Goerli或Sepolia）。geth --testnet --syncmode fast console
  • --goerli：连接到Goerli测试网。geth --goerli --syncmode fast console
  • --sepolia：连接到Sepolia测试网。geth --sepolia --syncmode fast console
  • --datadir：指定数据存储目录，默认是~/.ethereum。geth --datadir /path/to/your/ethereum_data console
  • --http：启用HTTP-RPC服务，允许外部应用通过HTTP连接到Geth，默认端口8545。geth --http --http.addr "0.0.0.0" --http.port 8545 console
  • --ws：启用WebSocket-RPC服务，允许外部应用通过WebSocket连接到Geth，默认端口8546。geth --ws --ws.addr "0.0.0.0" --ws.port 8546 console
  • --cache：设置缓存大小（MB），可以加速同步。geth --cache 4096 console

JavaScript交互式控制台

启动geth console后，你会进入一个REPL（Read-Eval-Print Loop）环境,你可以在这里使用JavaScript和以太坊专有的API与Geth进行交互。

常用控制台命令和API：

  • 管理账户：
    • personal.listAccounts：列出本地所有账户地址。
    • personal.newPassword("password")：创建一个新账户，并设置密码,返回账户地址。
    • personal.unlockAccount(address, password, duration)：解锁账户，用于发送交易，duration为解锁时间（秒），0表示永久解锁（不安全）。
    • personal.lockAccount(address)：锁定账户。
  • 查询余额：
    • eth.getBalance(address)：查询指定地址的ETH余额，返回单位是Wei（1 ETH = 10^18 Wei）。
    • eth.getBalance(address, "ether")：查询余额并以ETH为单位返回。
  • 发送交易：
    • eth.sendTransaction({from: "senderAddress", to: "receiverAddress", value: web3.toWei(1, "ether"), gas: 21000})：发送ETH交易。
      • from：发送方地址（必须解锁）。
      • to：接收方地址。
      • value：发送金额,单位为Wei。
      • gas：交易 gas 限制，通常21000（单笔ETH转账）。
      • gasPrice：gas价格（可选，Geth会建议一个合理的值）。
    • 交易发送后会返回交易哈希（transaction hash）。
  • 查看交易信息：
    • eth.getTransaction(transactionHash)：根据交易哈希查询交易详情。
    • eth.getTransactionReceipt(transactionHash)：查询交易收据（包含交易是否成功、gas使用量、合约地址等信息）。
  • 区块信息：
    • eth.blockNumber：获取最新区块号。
    • eth.getBlock(blockNumber)：获取指定区块的详细信息。
  • 合约交互（简要）：
    • 首先需要加载合约ABI（Application Binary Interface）和字节码。
    • var myContract = eth.contract(ABI);
    • var contractInstance = myContract.at(contractAddress);
    • contractInstance.myFunction.call(param1, param2);：调用常量函数（不修改状态）。
    • contractInstance.myFunction.sendTransaction(param1, param2, {from: address, gas: 50000});：发送交易调用修改状态的函数。
  • 退出控制台：
    • exit 或 process.exit()

后台运行Geth节点

如果你想让Geth在后台持续运行，而不是占用终端窗口,可以使用以下命令：

geth --syncmode fast --http --ws --datadir ~/.ethereum --nodiscover --maxpeers 50 --metrics
  • --nodiscover：禁止自动发现其他节点,适用于服务器环境。
  • --maxpeers：设置最大连接节点数。
  • --metrics：启用指标监控，可以通过`http