web3.0時代正悄悄來臨。如果你想開發一個web3項目，或者想要未來從事web3工作，充實自己的web3履歷，本文就是一篇很好的DApp開發技術入門教程。
這篇文章的主要內容包括：
智能合約創建和部署
Solidity語言入門
hardhat框架使用及本地環境搭建
本文較長，包括 20 余張圖片、1 個 Hello-World 版本的 web3項目示例，以及完整的項目程式碼及註釋。如果現在你正在使用手機閱讀，建議先收藏本文；之後打開電腦，沿著本文的思路，仔細閱讀。
一、Hardhat 是什麼？
Hardhat框架，是一個以太坊DApp開發的本地整合開發套件。經常與之對比的是 Hardhat vs Truffle。相比其它作為web3基礎設施的開發工具，Hardhat 更加輕量，採用外掛化的思想，非常適合作為新手dapp開發入門的工具。
Hardhat框架，一個輕量級DApp開發套件
二、環境準備 —— 安裝 Node.js
在使用 Hardhat 進行開發以前，首先需要在本地安裝 Node 環境。
nodejs下載
這裡是nodejs官網的下載地址，根據自己操作系統的配置，選擇合適的版本下載。
這裡要注意，如果電腦上已經安裝過，記得升級到 node v14 及以上的版本，更早的版本不支持 Hardhat。
看一下是否安裝成功，分別輸入：
nodejs安裝是否成功
我這裡是 Windows 系統，用 PowerShell 執行一下上面幾條命令，可以看到已經安裝成功了。
三、開始第一個web3項目
1. 初始化
首先創建一個目錄 hardhat-demo，進到這個目錄里，執行 npx hardhat init 命令：
這時會問你幾個問題，一路回車即可。
使用Hardhat初始化web3項目
npx hardhat init 的作用是：按照模板創建了一個示例項目。當出現 「Project created」 字樣時，代表項目創建成功。
可以看到，在上面的 截圖里，提示了我們要安裝依賴。為了能讓這個示例項目跑起來，還需要安裝幾個依賴模塊：
安裝完以後，這個目錄下的文件應該有這些：
Hardhat初始化DApp項目的目錄結構
這樣，你就成功完成了第一個步驟。
2. 項目中的文件作用
創建好這個示例項目以後，這裡來分析一下這些文件的作用。這一部分略微有一些枯燥，你也可以先閱讀「3. 智能合約的編譯、部署和測試」這一部分，之後再來看這些文件的作用。
① node_modules/、package-lock.json 和 package.json
這些是 node 項目的必須組成部分，包括了項目的配置資訊、安裝的依賴模塊等，這裡可以先無視。
② contracts/Greeter.sol
這個文件是項目中的重點，叫智能合約文件。什麼是智能合約呢？你可以把智能合約，同樣理解為一種可以運行的 程式。只不過這個 程式比較特殊，它是運行在以太坊的 EVM 虛擬機 環境上。並且， 程式本身、 程式的輸入輸出、運行結果等，對所有人可見。
Solidity語言，是智能合約開發的主流語言之一。Solidity語言的入門教程，不是本文涉及的重點，這裡只是簡單提一下。
簡單用 Java 類比一下：
原來你寫了一段 Java 程式碼，放進一個源文件叫作 HelloWorld.java，用 javac 執行編譯，最終在自己的電腦或者 伺服器上，被 JVM 虛擬機執行；現在寫了一段 Greeter.sol 程式碼，它也可以被編譯，被執行，只不過運行環境變成了以太坊的 EVM
初始化項目以後，自動生成的程式碼是這樣的：
第 1 行 pragma solidity ^0.8.0;，聲明了 License，比如 GPL-3.0；
第 2 行 pragma solidity ^0.8.0;，聲明了編譯器版本，這裡面強制指定了版本不得低於 0.8.0，也不能高於 0.9.0；
第 4 行 import"hardhat/console.sol"; 導入了其它合約文件，這裡面的 hardhat/console.sol 文件，是 Hardhat 框架自帶的，是一個用於方便調試的合約文件，源碼在這裡；
第 6 行 contract Greeter 開始，就是合約的主體部分。從結構上看，它很像是在 C++ 或者 Java 中定義一個類，也包括了欄位變數、構造方法、讀方法、寫方法等。這裡面出現了幾個特殊的關鍵字：
contract ：聲明一個合約；
memory：和 storage 關鍵字相反，代表了變數只會臨時放在記憶體中，不會存儲在合約的狀態中；
view：聲明該方法為只讀方法，不會改變合約本身的狀態。
③ scripts/sample_scripts.js
這個 JavaScript 文件的作用，是將剛才的 Greeter.sol 智能合約編譯並部署到鏈上。
在註釋中寫上了各行程式碼的作用。這裡要注意幾點：
合約的部署需要一定的時間，因為使用 await greeter.deployed() 非同步方法，等待合約部署完成。
用 Java 程式碼類比一下：Greeter 這個合約像是一個類，而每次部署得到的 greeter 像是 new 了一個類的對象。因此每次部署，都會生成出不同的對象，得到的合約地址也就不同。
④ test/sample_test.js
單元測試對於 web3開發來說同樣重要。sample_test.js 這個文件就是一個單元測試的文件，使用了 chai 這個測試框架：
⑤ hardhat.config.js
接下來，我們會啟動 HardHat，進行區塊鏈本地環境的搭建部署。在正式啟動之前，需要進行一些配置。hardhat.config.js 這個文件，就是在 Hardhat 啟動時，默認要讀取的配置文件。
這裡可以看到，文件的內容可以分為 3 個部分：
聲明依賴的模塊。
聲明啟動時執行的任務：在官方文檔裡面有更加詳細的說明，這裡的示例 task 的作用是：啟動 Hardhat 時， 列印出本地這條鏈的默認帳戶。
聲明配置項：更詳細的說明可以參考官方文檔，這裡說明一下常見配置的含義：
在「1. 初始化」中，執行了 npx hardhat init 以後，會生成出一個默認的配置文件。一般來說，使用這個默認配置即可，不需要更改。
這裡面有一個問題，上面的配置中，同時出現了 localhost 和 hardhat 兩種網路。它們有什麼不同呢？這裡暫時先不提，在 「3. 智能合約的編譯、部署和測試」這一部分中，你就會找到答案。
這樣，項目中各個文件的作用就介紹完畢。可能略微有點枯燥，馬上就可以進入實戰環節了。
3. 智能合約的編譯、部署和測試
① MetaMask錢包下載、安裝及帳戶新建
MetaMask 是什麼呢？它是一個以太坊生態下的錢包，可以管理你的帳戶，支持多種網路。
MetaMask錢包本質上是一個瀏覽器外掛，這裡有它的下載地址（可能需要科學上網），然後像正常添加其它瀏覽器外掛一樣，添加上去就好。
MetaMask外掛
接下來可以通過助記詞的方式，生成一個新帳戶；也可以通過粘貼私鑰的方式，導入你原有的帳戶。
MetaMask錢包導入帳戶
這樣，我們的 MetaMask 錢包就準備好了。
② 在本地網路上部署合約
接下來我們要啟動一個本地區塊鏈網路節點。
首先打開一個 Terminal/Powershell 窗口，執行 npx hardhat node 命令：
Hardhat啟動本地區塊鏈網路節點
這個命令的作用是：按照 hardhat.config.js 中聲明的配置，啟動一個本地區塊鏈網路的節點。在每次啟動時，默認會提供 20 個錢包帳戶和私鑰，每個錢包提供 10000 個 ETH 做測試。
可以看到，Hardhat 啟動時，把這 20 個帳戶的資訊 列印了出來。為什麼會 列印帳戶資訊呢？因為在 hardhat.config.js 中定義了這個執行任務；如果你忘記了，可以回過頭看一下。
啟動成功了，還可以用 MetaMask 這個錢包再驗證一下。
新增一個 localhost 網路，注意鏈 ID 要和 hardhat.config.js 中的 chainId 相同，默認是 31337.
MetaMask Localhost本地網路配置
導入一個帳戶，這裡我選擇了那 20 個自動帳戶中的第 1 個，把私鑰粘貼進去。
這裡注意一下，這些帳戶僅僅是為了本地測試使用，千萬不要在以太坊主網使用這些帳戶地址！切記！
現在，本地網路環境已經就緒，我們把 contracts/Greeter.sol 部署到本地網路上。
打開另一個 Terminal/PowerShell，執行 npx hardhat run .\scripts\sample-script.js --network localhost：
於是會執行 scripts/sample_scripts.js 中的 main 方法，並且 列印出了 Greeter 這個合約的部署地址。
使用Hardhat部署智能合約到本地區塊鏈網路上
同樣地，在啟動本地網路的窗口中，也可以看到剛才這個合約的部署情況：
Hardhat部署智能合約成功
在部署合約時，會執行 constructor 構造函數，所以 console.log(“Deploying a Greeter with greeting:”, _greeting); 這句被執行並 列印出來。
部署合約需要消耗 gas，所以可以看到第一個帳戶中的餘額不再是 10000 個 ETH 了（默認使用第一個帳戶來操作）：
MetaMask查看帳戶
再執行一次 npx hardhat run .\scripts\sample-script.js --network localhost，會發現雖然是同一份合約程式碼，但是合約地址發生了變化：
Hardhat部署同一份智能合約程式碼
正如在 「③ scripts/sample_scripts.js」 中所說，用 Java 程式碼類比一下：Greeter 這個合約像是一個類，而每次部署得到的 greeter 像是一個類的對象，因此每次部署，生成出了不同的對象，得到的合約地址也就不同。
我們把 scripts/sample_scripts.js 稍作修改，就可以得到web3版本的 Hello World 了：
到這步為止，我們的 Greeter 合約就成功在本地網路上部署好了，也成功使用 MetaMask 錢包，進行了本地網路連接、測試帳戶導入。
③ Hardhat 其它常見的命令
剛才我們學習了 Hardhat框架的 2 個命令：
npx hardhat node 命令，啟動區塊鏈網路一個本地節點
npx hardhat run .\scripts\sample-script.js --network localhost 命令，把合約部署到了本地網路上。
這一部分，會說明一下其它 Hardhat 的實用命令。
npx hardhat test
這個命令用於執行單元測試，在示例中，也就是運行了 test/sample_test.js 這個文件：
使用Hardhat進行Web3技術開發：單元測試
這代表測試成功。我們稍微修改一下 sample_test.js 文件：
再次執行命令，就會發現測試失敗了：
使用Hardhat進行Web3項目開發：單元測試失敗情況
你可能會問一個問題：在 sample_test.js 的程式碼中，同樣出現了合約的部署語句，那麼這個合約是被部署到了哪裡呢？再次被部署到了 localhost 這個本地網路上嗎？
答案是否定的。
還記得在 「⑤ hardhat.config.js」 一節中提過，有兩個很相似的網路配置: localhost 和 hardhat。當執行 npx hardhat test 命令時，會內置創建 hardhat 網路，並在 hardhat 網路上完成合約部署、方法調用等，不會部署在 localhost 網路上。這一點一定要注意。
npx hardhat console
這個命令的作用是啟動一個控制台 程式，方便互動式輸入輸出。例如輸入 config 查看配置情況：
使用Hardhat進行web3開發：啟動控制台console
在 sample_scripts.js 中的程式碼語句，可以換成在 console 中執行：
使用Hardhat進行web3開發：啟動控制台console
npx hardhat compile
在執行 npx hardhat run .\scripts\sample-script.js --network localhost 部署合約的時候，其實 hardhat 偷偷幫你做了一件事情：編譯。
我們把 artifacts 和 cache 目錄刪掉，現在的目錄結構應該是這樣：
Dapp開發：項目目錄結構
現在我們執行 npx hardhat compile 命令，執行成功后，會發現剛才刪掉的 artifacts 和 cache 目錄，又重新生成出來了。
使用Hardhat進行智能合約的編譯
所以，這個命令的作用就是編譯。cache 是編譯出來的緩存資料夾。artifacts 目錄下的文件很重要，看一下 artifacts/contracts/Greeter.sol/Greeter.json 這個文件：
這個文件和原始文件 contracts/Greeter.sol 有點兒像，又有點兒不像。它就是源文件編譯出來的樣子。這個文件很重要，我們之後還會用到它。
npx hardhat clean
這個命令和 npx hardhat compile 的作用恰好相反，是把編譯出來的文件清理一下。
最後，還有一個重要的命令，叫作 npx hardhat help，這條命令會展示 npx hardhat 系列命令的用法：當你忘記的時候，就可以用這條命令查詢一下。
使用Hardhat進行區塊鏈項目開發：查看幫助help
四、結語
這就到了結語部分？
是的。跟隨本文，你已經掌握了 Hardhat 開發框架的基本用法；創建了一個web3項目；編寫修改了智能合約；執行了單元測試；啟動運行了本地區塊鏈節點；將合約文件成功進行編譯和部署；還安裝了 MetaMask 錢包，並連接了本地網路和測試帳戶進行測試。
但是，現在這個項目，和我們編寫的第一個 C++ Hello-World 控制台 程式一樣，還缺乏一個對用戶友好的前端頁面。如何快速編寫一個前端頁面？如何連接用戶錢包？如果調用智能合約的方法？這些會放在下一篇文章中進行講解。