如何优化对以太坊gas的消耗?


Gas可以说是以太坊生态系统的命脉,任何涉及到以太坊的操作,无论是交易还是智能合约等等,都需要一定量的gas,gas是衡量执行某些操作所需要的计算量单位。随着生态系统的不断发展,网络使用的逐渐增加,对gas的消耗也随之增加,对gas的优化需求也同步增长。今天说的就是优化以太坊gas的消耗。

节能模式(Gas-Saving Patterns)

首先可以在代码中使用下列的模式来减少对gas的消耗。

短路径(Short-circuiting)

这是一种在使用II或者&&时可以使用的策略。该模式通过较低成本执行指令起作用,因此,如果第一个操作的评估结果是true,那么较高成本的那个操作可能会被直接跳过。

堆栈交换示例详情如下:

// f(x) is low cost

// g(y) is expensive

 

// Ordering should go as follows

f(x) || g(y)

f(x) && g(y)

 

无用的文库(Unnecessary libraries)

Libraries通常情况下只有对少部分用途进行输入,这意味着对于你的合约来说,其中可能包含大量多余的代码。如果能够安全有效的实现从Libraries到合约的导入功能,就尽可能这么做。

包含冗余的Library:

import './SafeMath.sol' as SafeMath;
 
contract SafeAddition {
  function safeAdd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
    return SafeMath.add(a, b);
  }
}

不含冗余的Library:

contract SafeAddition {
  function safeAdd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
    uint c = a + b;
    require(c >= a, "Addition overflow");
    return c;
  }
}

 明确的功能可见性

明确的功能可见性通常情况下会为智能合约的安全性和gas的优化方面带来好处。例如,显示标记外部功能会强制将功能参数存储位置设置为calldata,从而在每次功能被执行时节省时间。

正确选择数据类型

在Solidity中,某些数据类型要比其它的更加昂贵,因此,能够选择出正确的数据类型,使其效果最大化是极为重要的。

以下是一些有关数据类型的选择规则:

-       尽可能使用uint类型代替string类型;

-       与uint8相比,uint256需要更少的gas;

-       如果能够限制字节的长度,使用从字节1到字节32的最小数量;

-       字节32类型要比string类型更廉价。

Gas-Costly Patterns

接下来提到的模式都是些反面例子,它们会增加gas的消耗,因此应该尽可能避免使用。

无效代码(Dead Code)

无效代码指的是永远不会运行的代码,因为它的评估基于始终返回false的条件。

例:如果x<1,则不能>2,因此在下面的例子中,永远不会执行第4行。

function deadCode(uint x) public pure {
  if(x < 1) {
    if(x > 2) {
      return x;
    }
  }
}

Opaque Predicate

某些条件的结果无需执行即可知道,因此不需要评估。

例:如果x>1,则肯定>0,因此下面的例子中,第三行是多余的。

function opaquePredicate(uint x) public pure {
  if(x > 1) {
    if(x > 0) {
      return x;
    }
  }
}

 循环中的昂贵操作

由于SLOAD和SSTORE操作码十分昂贵,管理storage里的变量代价要比管理memory中变量的代价高昂的多,因此,不应该在循环中使用storage 变量.

例:循环的每次迭代都需要昂贵的storage管理。

uint num = 0;
 
function expensiveLoop(uint x) public {
  for(uint i = 0; i < x; i++) {
    num += 1;
  }
}

对于此模式的解决方法是,创建一个代表全局变量的临时变量,并在完成循环后,将临时变量的值重新分配给全局变量。

如下:

uint num = 0;
 
function lessExpensiveLoop(uint x) public {
  uint temp = num;
  for(uint i = 0; i < x; i++) {
    temp += 1;
  }
  num = temp;

循环的持续结果

如果循环的结果是可以在编译期间推断的常数,就不要用它。

返回值将会始终相同:

function constantOutcome() public pure returns(uint) {
  uint num = 0;
  for(uint i = 0; i < 100; i++) {
    num += 1;
  }
  return num;
}

循环融合

在智能合约中,有时候会存在两个具有相同参数的循环。在循环参数相同的情况下,没有理由使用单独的循环。

这些循环相同,因此可以组合:

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;
}

循环中重复计算

如果循环中的表达式在每次迭代中产生相同的结果,则可以将其移除循环。尤其是当表达式中使用的变量被存储在storage中时。

下列中,a*b就可以被移除循环。

uint a = 4;
uint b = 5;
function repeatedComputations(uint x) public returns(uint) {
  uint sum = 0;
  for(uint i = 0; i <= x; i++) {
    sum = sum + a * b;
  }
}

循环中的单边结果比较

如果在循环里每次迭代中执行比较的结果都是相同的,就应该将其从循环中移除。

例:下列中,第4行的条件每次结果都相同,因此应该将其从循环中移除。

function unilateralOutcome(uint x) public returns(uint) {
  uint sum = 0;
  for(uint i = 0; i <= 100; i++) {
    if(x > 1) {
      sum += 1;
    }
  }
  return sum;
}

 以上就是一些在以太坊中会加大gas消耗的模式,以及如何削减以太坊中对gas的消耗方法,只要避开那些代价高昂的模式,选择那些低耗能的模式,相信就可以降低在以太坊上行动时的相应成本。

踢马河:RaTiO Fintech合伙人,曾任某券商自营操盘手,十余年海外对冲基金和国内大型投资机构基金经理,资深交易建模专家,币圈大咖。

请尊重原创!转载请注明出处。

免责声明:本文章仅代表作者个人观点,不代表本平台的立场和观点。本文章仅供信息分享,不构成对任何人的任何投资建议。用户与作者之间的任何争议,与本平台无关。如网页中刊载的文章或图片涉及侵权,请提供相关的权利证明和身份证明发送邮件到irena@aicoin.com,本平台相关工作人员将会进行核查。

发表评论

暂时没有评论,赶紧抢沙发吧!