DAPP中收取的費(fèi)用取決于功能邏輯的復(fù)雜程度,越復(fù)雜消耗的計(jì)算資源越多。并且需要用戶承擔(dān)一部分gas,所以solidity 的優(yōu)化顯得非常的重要。同時(shí)注重優(yōu)化gas的合約開(kāi)發(fā)人員寫(xiě)出來(lái)的合約代碼更安全,質(zhì)量更高。
1. 封裝結(jié)構(gòu)以u(píng)int 為例,如果我們的程序中包含多個(gè)類似的變量,可以將其封裝在一起,因?yàn)椴还躸int8 ,uint32 ,uint16,solidity都會(huì)為其保留256位。即使你使用uint8也不會(huì)節(jié)省gas.
2. 最小化讀寫(xiě)鏈上數(shù)據(jù)首先明確一點(diǎn)在讀寫(xiě) memory 變量比讀寫(xiě) storage 變量便宜。
contract NotSaveGas {
uint public var1 = 70;
function f1() external view returns (uint) {
uint sum = 0;
for (uint i = 0; i< var1; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
contract SaveGas {
function f2() external view returns (uint) {
uint sum = 0;
for (uint i = 0; i< var1; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
}
請(qǐng)一定要避免f1這種循環(huán)讀寫(xiě) storage 變量,這是比較消耗gas的方式。處理這種問(wèn)題實(shí)際可以定義內(nèi)存變量作為緩存,將數(shù)據(jù)寫(xiě)入,這樣可以節(jié)省大量的gas.
3.打開(kāi) solidity 優(yōu)化器hardhat 配置:
module.exports = {
solidity: {
version: "0.8.9",
settings: {
optimizer: {
enabled: true,
runs: 1000,
},
},
},
}
4.盡可能減少鏈上數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈上保存數(shù)據(jù)是非常昂貴的,所以需要盡可能將鏈上存儲(chǔ)的信息減少,以此來(lái)節(jié)省大量的交易gas.
使用事件事件是外部事物(例如用戶界面)從區(qū)塊鏈中獲得通知的內(nèi)置方式。當(dāng)發(fā)出事件時(shí),將通知該事件的監(jiān)視者。更新合約變量時(shí)不會(huì)發(fā)生通知。事件以不同的方式存儲(chǔ),比使用合約存儲(chǔ)便宜得多。合約不能直接訪問(wèn)日志。
IPFS如果你需要存儲(chǔ)文件之類,可以使用IPFS保存文件,并將存儲(chǔ)的ID保存在鏈上。
無(wú)狀態(tài)合約 Merkle Proofs如果需要使用區(qū)塊鏈來(lái)驗(yàn)證一些信息是否有效,可以使用 merkle 證明。Merkle 證明使用單一的數(shù)據(jù)塊來(lái)證明更大的數(shù)據(jù)量的有效性。例如,如果有人想證明 "Tx4 "的有效性,他將需要提供 Tx4、Hash3、Hash12 和 Hash5678,然后你的合約將能夠重新計(jì)算 Merkle 根(Hash12345678),并檢查它是否與存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的根相一致。你將不需要存儲(chǔ)所有交易的哈希值。
Solidity 存儲(chǔ)槽的長(zhǎng)度為 32 字節(jié),但并不是所有的數(shù)據(jù)類型都需要這么大的空間:bool, int8 ... int128, bytes1 ... bytes31 和地址需要的空間小于 32 字節(jié)。solidity 會(huì)嘗試將這些變量打包到同一個(gè)存儲(chǔ)槽中。
如果你接連定義了 2 個(gè)uint128,它們都會(huì)被打包到同一個(gè)存儲(chǔ)槽中,因?yàn)樗鼈兏髡?16 字節(jié)。然而,如果你定義了一個(gè)uint128,接著是一個(gè)unit256,然后是另一個(gè)int128,你將使用 3 個(gè)存儲(chǔ)槽,因?yàn)樵趦蓚€(gè) int128 之間的 unit256 需要一個(gè)完整的存儲(chǔ)槽。
contract T{
// 不好的方式
uint128 v1;
uint256 v2;
uint128 v3;
// 推薦方式
uint128 v1;
uint128 v3;
uint256 v2;
}
6.選數(shù)據(jù)類型如果智能合約只需要一個(gè)狀態(tài)變量,一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)大于 255 的無(wú)符號(hào)整數(shù)。我們常規(guī)思想可能是想用uint8,會(huì)覺(jué)得節(jié)省gas,實(shí)際并不會(huì)。以太坊操作碼被設(shè)計(jì)為使用 256 位的變量(EVM 堆棧的大?。?,而 uint8 只需要 8 位,EVM 會(huì)在剩余的位上填上 "0",以便能夠操作它。這個(gè)由 EVM 執(zhí)行的填 "0" 操作將花費(fèi) Gas,因此為了節(jié)省交易 Gas,最好使用 uint256 而不是 uint8。
7.獨(dú)立部署庫(kù)如果在智能合約中重復(fù)使用代碼,最好是將所有的代碼打包到一個(gè)庫(kù)中,并通過(guò)import的方式指向它。
庫(kù)包含:
常量和不可變的狀態(tài)變量在合約被部署后不能被改變。區(qū)別在于,常量必須在編譯時(shí)定義,而不可變量可以在構(gòu)造函數(shù)中定義??偸潜M量使用常量,以便使構(gòu)造函數(shù)更便宜。
9.使合約盡可能的小單個(gè)合約的限制是24KB,所以要想節(jié)省gas,就必須使實(shí)現(xiàn)的合約盡可能的小。
modifier TestModifier(uint256 value){
JudgeLength(value);
_;
}
function JudgeLength(uint256 value)internal{
//logic
}
10.最小代理(ERC1167)如果需要部署多個(gè)功能完全相同的合約,應(yīng)該考慮使用 "最小代理"(在ERC 1167中定義)
最小的代理只是一個(gè)合約,它將把所有的調(diào)用委托給一個(gè)預(yù)先定義的實(shí)現(xiàn)合約。它有一個(gè)定義好的字節(jié)碼,代表最小代理合約的編譯代碼,你只需要把你的實(shí)現(xiàn)合約地址插入其中,你就可以根據(jù)需要部署最小代理的多個(gè)副本。 參考ERC 1167 相關(guān)文章,了解如何使用最小代理)。
由于最小的代理字節(jié)碼非常小,部署它的成本也低到不能再低,因此節(jié)省一堆部署 Gas。
使用最小代理的注意事項(xiàng),你應(yīng)該牢記:最小代理的實(shí)現(xiàn)合約地址不能改變,這意味著你將不能升級(jí)他們的代碼。
11.內(nèi)存位置以太坊存在4個(gè)內(nèi)存位置,從最便宜到最貴的:calldata、stack、memory、storage。
當(dāng)用戶從外部調(diào)用一個(gè)view函數(shù),是不需要支付一分 gas 的。
這是因?yàn)?view 函數(shù)不會(huì)真正改變區(qū)塊鏈上的任何數(shù)據(jù) - 它們只是讀取。因此用 view 標(biāo)記一個(gè)函數(shù),意味著告訴 web3.js,運(yùn)行這個(gè)函數(shù)只需要查詢你的本地以太坊節(jié)點(diǎn),而不需要在區(qū)塊鏈上創(chuàng)建一個(gè)事務(wù)(事務(wù)需要運(yùn)行在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上,因此花費(fèi) gas)。
在所能只讀的函數(shù)上標(biāo)記上表示“只讀”的“external view 聲明,就能為你的玩家減少在 DApp 中 gas 用量。
注意:如果一個(gè) view 函數(shù)在另一個(gè)函數(shù)的內(nèi)部被調(diào)用,而調(diào)用函數(shù)與 view 函數(shù)的不屬于同一個(gè)合約,也會(huì)產(chǎn)生調(diào)用成本。這是因?yàn)槿绻髡{(diào)函數(shù)在以太坊創(chuàng)建了一個(gè)事務(wù),它仍然需要逐個(gè)節(jié)點(diǎn)去驗(yàn)證。所以標(biāo)記為 view 的函數(shù)只有在外部調(diào)用時(shí)才是免費(fèi)的。
短路(short-circuiting)是一種使用或/與邏輯來(lái)排序不同成本操作的solidity合約 開(kāi)發(fā)模式,它將低gas成本的操作放在前面,高gas成本的操作放在后面,這樣如果前面的低成本操作可行,就可以跳過(guò)(短路)后面的高成本以太坊虛擬機(jī)操作了。
// f(x) 是低gas成本的操作
// g(y) 是高gas成本的操作
// 按如下排序不同gas成本的操作
f(x) || g(y)
f(x) && g(y)
15.刪除不必要的庫(kù)在開(kāi)發(fā)Solidity智能合約時(shí),我們引入的庫(kù)通常只需要用到其中的部分功能,這意味著其中可能會(huì)包含大量對(duì)于你的智能合約而言其實(shí)是冗余的solidity代碼。如果可以在你自己的合約里安全有效地實(shí)現(xiàn)所依賴的庫(kù)功能,那么就能夠達(dá)到優(yōu)化solidity合約的gas利用的目的。
例如,在下面的solidity代碼中,我們的以太坊合約只是用到了SafeMath庫(kù)的add
方法:
import './SafeMath.sol' as SafeMath;
contract SafeAddition {
function safeAdd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
return SafeMath.add(a, b);
}
}
通過(guò)參考SafeMath的這部分代碼的實(shí)現(xiàn),可以把對(duì)這個(gè)solidity庫(kù)的依賴剔除掉:
contract SafeAddition {
function safeAdd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
uint c = a + b;
require(c >= a, "Addition overflow");
return c;
}
}
16.精確的聲明函數(shù)的可見(jiàn)性在Solidity合約開(kāi)發(fā)中,顯式聲明函數(shù)的可見(jiàn)性不僅可以提高智能合約的安全性, 同時(shí)也有利于優(yōu)化合約執(zhí)行的gas成本。例如,通過(guò)顯式地標(biāo)記函數(shù)為外部函數(shù)(External),可以強(qiáng)制將函數(shù)參數(shù)的存儲(chǔ)位置設(shè)置為calldata
,這會(huì)節(jié)約每次函數(shù)執(zhí)行時(shí)所需的以太坊gas成本。
17.避免代碼中死代碼External 可見(jiàn)性比 public 消耗gas 少。
死代碼(Dead code)是指那些永遠(yuǎn)也不會(huì)執(zhí)行的Solidity代碼,例如那些執(zhí)行條件永遠(yuǎn)也不可能滿足的代碼,就像下面的兩個(gè)自相矛盾的條件判斷里的Solidity代碼塊,消耗了以太坊gas資源但沒(méi)有任何作用:
function deadCode(uint x) public pure {
if(x< 1 {
if(x >2) {
return x;
}
}
}
18.避免使用常量結(jié)果的循環(huán)如果一個(gè)循環(huán)計(jì)算的結(jié)果是無(wú)需編譯執(zhí)行Solidity代碼就可以預(yù)測(cè)的,那么 就不要使用循環(huán),這可以可觀地節(jié)省gas。例如下面的以太坊合約代碼就可以 直接設(shè)置num變量的值:
function constantOutcome() public pure returns(uint) {
uint num = 0;
for(uint i = 0; i< 100; i++) {
num += 1;
}
return num;
}
19.合并循環(huán)有時(shí)候在Solidity智能合約中,你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)循環(huán)的判斷條件一致,那么在這種情況下就沒(méi)有理由不合并它們。例如下面的以太坊合約代碼:
function loopFusion(uint x, uint y) public pure returns(uint) {
for(uint i = 0; i< 100; i++) {
x += 1;
}
for(uint i = 0; i< 100; i++) {
y += 1;
}
return x + y;
}
20.去除循環(huán)中的比較運(yùn)算如果在循環(huán)的每個(gè)迭代中執(zhí)行比較運(yùn)算,但每次的比較結(jié)果都相同,則應(yīng)將其從循環(huán)中刪除。
function unilateralOutcome(uint x) public returns(uint) {
uint sum = 0;
for(uint i = 0; i<= 100; i++) {
if(x >1) {
sum += 1;
}
}
return sum;
}
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最終的定稿 : https://github.com/blockchainGuide/blockchainguide
公眾號(hào) : 區(qū)塊鏈技術(shù)棧
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https://medium.com/coinmonks/smart-contracts-gas-optimization-techniques-2bd07add0e86 本文由博客一文多發(fā)平臺(tái) OpenWrite 發(fā)布!
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