了解 Solana 中ATA账户与普通账户的关系
- 5 minutes read - 870 words本文主要通过示例让大家理解在 Solana 中 ATA 账户与普通账户的关系。
目的
主要实是为了让开发者加深到 solana中 Account 这一概念的理解，同时搞清楚 关联代币账户(ATA) 在 Solana 中的使用场景和用法，以及多个账户之间的交易和手续费扣除情况。
本篇实现源码会在 github.com/cfanbo/solana-repos/ 中找到。
这里用到的一些api 函数可以在以下地址找到：
- @solana/web3.js 用户实现通过 Solana JSON RPC API 与 Solana 网络上的帐户和程序进行交互。
- @solana/spl-token 用于实现与 SPL Token 和 Token-2022 程序交互。
本文通过脚本实现 SPL Token 标准功能，并不需要调用已创建好的智能合约，因此不需要 programId.
设置网络环境
➜ my-solana-program git:(master) ✗ solana config get
Config File: /Users/sxf/.config/solana/cli/config.yml
RPC URL: https://api.devnet.solana.com
WebSocket URL: wss://api.devnet.solana.com/ (computed)
Keypair Path: /Users/sxf/.config/solana/id.json
Commitment: confirmed
默认情况下，当根据教程 https://solana.com/zh/docs/intro/installation 安装好后，默认环境就是开发环境。不过这里为了方便，我使用了本地作为开发环境。
➜ my-solana-program git:(master) ✗ solana config set --url localhost
Config File: /Users/sxf/.config/solana/cli/config.yml
RPC URL: http://localhost:8899
WebSocket URL: ws://localhost:8900/ (computed)
Keypair Path: /Users/sxf/.config/solana/id.json
Commitment: confirmed
➜ my-solana-program git:(master) ✗ solana config get
Config File: /Users/sxf/.config/solana/cli/config.yml
RPC URL: http://localhost:8899
WebSocket URL: ws://localhost:8900/ (computed)
Keypair Path: /Users/sxf/.config/solana/id.json
Commitment: confirmed
在本地启动模拟器服务
➜ solana-test-validator --ledger test-ledger
--faucet-sol argument ignored, ledger already exists
Ledger location: test-ledger
Log: test-ledger/validator.log
⠓ Initializing... Waiting for fees to stabilize 1...
Identity: 9LXK1AD1zGx37VYt5X8GADrJgni2MiF7Gykp3X66vkCP
Genesis Hash: 5yFQTxGSnmFsD1AXSH75wi3JpwDio64msX2fo2FT5xZQ
Version: 2.0.21
Shred Version: 56690
Gossip Address: 127.0.0.1:1024
TPU Address: 127.0.0.1:1027
JSON RPC URL: http://127.0.0.1:8899
WebSocket PubSub URL: ws://127.0.0.1:8900
RPC connection failure: error sending request for url (http://127.0.0.1:8899/): error trying to connect: tcp connect error: Operation timed out (os error 60)
Identity: 9LXK1AD1zGx37VYt5X8GADrJgni2MiF7Gykp3X66vkCP
Genesis Hash: 5yFQTxGSnmFsD1AXSH75wi3JpwDio64msX2fo2FT5xZQ
Version: 2.0.21
Shred Version: 56690
Gossip Address: 127.0.0.1:1024
TPU Address: 127.0.0.1:1027
JSON RPC URL: http://127.0.0.1:8899
WebSocket PubSub URL: ws://127.0.0.1:8900
这里启用服务使用了 –ledger 参数，以将数据可以持久化，否则交易信息在浏览器查看时，只能保留几分钟
这里前端脚本以 typescript 为主。
配置使用 localhost 作为 RPC 端点
// 1 设置localhost:8899 rpc
// Connect to a solana cluster. Either to your local test validator or to devnet
//const connection = new Connection("https://api.devnet.solana.com", "confirmed");
const connection = new Connection("http://localhost:8899", "confirmed");
创建账号
在 solana 中有两个很重要的概念就是账户模型 和 PDA，官方文章对此作为详细的介绍，包括它的生成过程。在系统中为了简化查找特定铸造和所有者的代币账户地址的过程，我们通常使用 关联代币账户 ，简称 ATA, 它与 PDA 有着紧密的关系。
PDA 提供了一种使用一些预定义输入生成地址的确定性方法。这使我们能够在以后轻松 找到账户的地址。
可以看到 ATA 账户的生成，依赖于 Wallet Account 和 Mint Account 这两个地址，下面的代码也可以验证这一点。
下面我们创建三个账户。
这里一个账户是从本地文件 ~/.config/solana/id.json 中读取中，另两个账户是随机生成的。
// 包括从本地读取一个账户
const payer = await getKeypairFromFile("~/.config/solana/id.json");
// 随机创建两个账户
const user1 = Keypair.generate(); // 第一个用户的密钥
const user2 = Keypair.generate(); // 第二个用户的密钥
创建转账交易
创建 Mint 账户
// 3. 创建 Mint
const mint = await createMintAccount(connection, payer);
函数实现为
async function createMintAccount(connection: Connection, payer: Keypair) {
const mint = await createMint(
connection,
payer,
payer.publicKey, // mint的所有者
null, // mint没有冻结权限
9, // 精度，通常是9
);
console.log("Mint address:", mint.toBase58(), "\n");
return mint;
}
这里指定了代币小数点为 9 位，这个也是多数选择的精度位数。
创建ATA 账户
这里我们分别为每个账户创建对应的ATA账户，并利用 Mint 账户给这些ATA账户充值一些代币
// 4. 为每个账号创建对应的 ATA 账号，并添加一些代币
await mintTokens(connection, mint, payer, 500 * 10 ** 9, payer);
await mintTokens(connection, mint, user1, 100 * 10 ** 9, payer);
await mintTokens(connection, mint, user2, 20 * 10 ** 9, payer);
在代币里小数点一般默认为 9 位，因此这里 500 * 10 ** 9 表示转 200个代币
这里 mintTokens 实现
// 创建ATA账号，并添加一些代币
async function mintTokens(
connection: Connection,
mint: PublicKey,
user: Keypair,
amount: number,
payer: Keypair,
) {
// 1. 获取或创建用户的 ATA
const userATA = await getOrCreateAssociatedTokenAccount(
connection,
payer,
mint,
user.publicKey,
);
console.log("User ATA address:", userATA.address.toBase58());
// 2. 添加代币
await mintTo(connection, payer, mint, userATA.address, payer, amount);
console.log(`Minted ${amount} tokens to ${userATA.address.toBase58()}`);
}
对于创建ATA 账户是通过api函数 getOrCreateAssociatedTokenAccount() 实现的，需要 Mint 账户 和 用户账户(也就是上图中的 Wallet Address)，函数参数解决
为了后面测试账户之间的转账功能，通过 mintTo 为 ATA 充值代币。函数签名
mintTo(connection, payer, mint, destination, authority, amount, multiSigners?, confirmOptions?, programId?): Promise<TransactionSignature>
这两个函数的调用都需要支付一定的sol手续费，这里仍是从 payer 账户里扣除。
注意：在 Solana 中手续费是以原生币 sol 扣除的，由于这个账户是我本地已存在的账户，账户里已经通过空投得到了一些sol 币，因此这里可以支付手续费，保证交易的完成。
注意原生币与代币的区别，手续费是以原生币 sol 为准的。
这里我们共用到两个api 函数，一个是获取或创建ATA函数 getOrCreateAssociatedTokenAccount()，另一个是 充值代币函数 minTo()。
账户转账
由于在这个合约里，我们主要演示对代币的操作（当然也可以实现原生币的操作），所在我们需要在多个ATA账户之间实现转账功能。
在转账之前 ，我们需要获取每个账户对应的 ATA 地址，这个通过调用api函数 getAssociatedTokenAddress() 实现。函数签名
getAssociatedTokenAddress(mint, owner, allowOwnerOffCurve?, programId?, associatedTokenProgramId?): Promise<PublicKey>
分别获取所有ATA账户地址(其地址在上面已经创建过)
// 5. 转账，这里在ATA账号之间实现转账功能
let payerATA = await getAssociatedTokenAddress(mint, payer.publicKey);
let user1ATA = await getAssociatedTokenAddress(mint, user1.publicKey);
let user2ATA = await getAssociatedTokenAddress(mint, user2.publicKey);
我们先将 payerATA 账户的代币转给 user1ATA 一些, 再将 user1ATA 转代币给 user2ATA 一些。
// 5.1 payer => user1ATA
// 这里 payer 账户里已存在一些原生币，不需要空投
const tx1 = await transfer(
connection,
payer,
payerATA,
user1ATA,
payer,
100 * 10 ** 9, // 转账 500 个代币
);
console.log("tx1", tx1);
// 5.2 user1ATA => user2ATA
// 由于 user1 是刚刚创建的，账户没有原生币sol,因此需要空投一些 SOL 用于支付交易手续费
const airdropSignature2 = await connection.requestAirdrop(
user1.publicKey,
1 * 10 ** 9, // 1 SOL 作为转账手续费
);
await connection.confirmTransaction(airdropSignature2);
const tx2 = await transfer(connection, user1, user1ATA, user2ATA, user1, 50 * 10 ** 9);
console.log("tx2", tx2);
这里我们看一下api函数 transfer 的签名
transfer(connection, payer, source, destination, owner, amount, multiSigners?, confirmOptions?, programId?): Promise<TransactionSignature>
同上面的参数基本一样， payer 表示支付手续费的账户，一般是代币转出人支付这个手续费，当然也可以选择其它账户，如 payer、user2 或 其它账户，只要账户有sol原生币都没有问题的； source 表示转出代币账户; destination 表示代币接收账户； owner 表示source 的 ower账户（第二个transfer里 user1ATA 的 owner 为 user1）; amount 代币数量。
这一步我们用到了三个api函数， 用来获取ATA地址的 getAssociatedTokenAddress() 和 实现转账功能的 transfer() ，还有一个空投函数 requestAirdrop()。
在程序开始时，我们为三个账户分别充值了500、100、 20代币，经过两笔交易完成后， 代币账户金额发生变化
➜ my-solana-program git:(master) ✗ npm start
> my-solana-program@1.0.0 start
> tsx client.ts
(node:55860) [DEP0040] DeprecationWarning: The `punycode` module is deprecated. Please use a userland alternative instead.
(Use `node --trace-deprecation ...` to show where the warning was created)
PAYER: MuXontwAkV9BoWAx8WuDqbWNNsynoTgCHWUF7M443zi
USER1: 57RQvKFL6rozNJZDMM4B7GGNuo1TBrqMgPqFohKSxuVq
UESR2: F2y3HuXHdYz2p88mHF4tJmfWiAxmEhRbwLbsvNYCSYMm
Mint address: Cndihn8MTvGdHhPJvJtrEknQHbZXWTw4EGUenEoyjYmM
User ATA address: GpbxDBXKfdkSCsveExFANyFtPAonBD9xJbGCLp7az1KV
Minted 500000000000 tokens to GpbxDBXKfdkSCsveExFANyFtPAonBD9xJbGCLp7az1KV
User ATA address: 4WGgzpBd1E618VP88w3ihbzHfKuQKSy9pvfJfjNpWci1
Minted 100000000000 tokens to 4WGgzpBd1E618VP88w3ihbzHfKuQKSy9pvfJfjNpWci1
User ATA address: 7Ue8JtXa8kW91P3Zo5pw8VeKTzcDN51SNKcrDCHCpZY
Minted 20000000000 tokens to 7Ue8JtXa8kW91P3Zo5pw8VeKTzcDN51SNKcrDCHCpZY
payer: GpbxDBXKfdkSCsveExFANyFtPAonBD9xJbGCLp7az1KV
转账前:
payer代币余额: 500
支付者代币余额: 100
接收者代币余额: 20
tx1 d13q4KCfvTjCZrW9qKJVn3JfrAeH4CGR6oPbvpnVzzowxbTUnqnXWv14sEQYn3XjedjkFbdVLejkJC4AeaacRWs
user1 初始余额： { lamports: 1000000000, sol: 1, formatted: '1.000000000 SOL' }
tx2 5QRKXbzZ3udfQF7doGHqJvubNKvosoKeaa5b2rRy4rBbDBoJjgZUUzfKwqC36AXmsKeVcnd8HRu2UefcjM9JRwW7
user1 转账后： { lamports: 999995000, sol: 0.999995, formatted: '0.999995000 SOL' }
转账后:
payer代币余额: 400
支付者代币余额: 150
接收者代币余额: 70
可以看到在第二笔交易完成后，我们的 user1 原生代码也减少了，这个被用来支付手续费消耗掉了。
账户与ATA账户的对应关系
| 用户 | 普通账户 | ATA账户 |
|---|---|---|
| payer | MuXontwAkV9BoWAx8WuDqbWNNsynoTgCHWUF7M443zi | GpbxDBXKfdkSCsveExFANyFtPAonBD9xJbGCLp7az1KV |
| user1 | 57RQvKFL6rozNJZDMM4B7GGNuo1TBrqMgPqFohKSxuVq | 4WGgzpBd1E618VP88w3ihbzHfKuQKSy9pvfJfjNpWci1 |
| user2 | F2y3HuXHdYz2p88mHF4tJmfWiAxmEhRbwLbsvNYCSYMm | 7Ue8JtXa8kW91P3Zo5pw8VeKTzcDN51SNKcrDCHCpZY |
ATA 账户详情
第一笔转账 （payerATa => user1ATA, 100）
上面的 Token Program 是合约ID，它是 Solana 官方的代币程序地址.
凡是使用 spl-token program 这种方式开发的程序，这个合约ID就永远不会改变。
如果你是自己的开发合约，在客户端里调用合约的话，则这个合约ID就是部署的合约ID。··
第二笔转账 （user1ATA => user2ATA, 50),
payerATA
user1ATA
user2ATA
以上三个账户都是ATA账户，因此在浏览器查看的时候都显示 isOnCurve: FALSE, 如果查看它们的 owner 用户的话，会发现 isOnCurve: TRUE
普通账户详情
账户 payer
➜ my-solana-program git:(master) ✗ solana balance
499999999.855950356 SOL
账户 user1
➜ my-solana-program git:(master)✗ solana balance 57RQvKFL6rozNJZDMM4B7GGNuo1TBrqMgPqFohKSxuVq
0.999995 SOL
账户 user2
➜ my-solana-program git:(master) ✗ solana balance F2y3HuXHdYz2p88mHF4tJmfWiAxmEhRbwLbsvNYCSYMm
0 SOL
仔细观察的话，会发现这个账户没有 Owner 属性，其它两个账户都正常的，这是怎么回事呢？具体原因见：https://blog.haohtml.com/posts/why-token-account-have-no-owner-property-in-solana/
总结
- 了解普通账户与ATA账户之间的关系，ATA账户是一个普通账户持有一种代币的账户，如果账户有多种代币的话，则会有多个ATA账户
- 生成ATA 账户所需要的条件
- 了解常见的API函数，如获取ATA账户地址和创建ATA账户、创建代币、给用户账户铸造币、获取账户原生币和代币数量
- 了解如何创建一个交易，并清楚手续费支付由谁来控制，以及扣除的是sol原生币而非代币。
参考资源
- https://solana.com/zh/docs/intro/installation
- https://solana.com/zh/docs/core/accounts
- https://solana-labs.github.io/solana-program-library/token/js/index.html
- https://solana-labs.github.io/solana-web3.js/index.html