가스 효율적이고 최적화된 Solidity 코드를 작성하는 방법은 무엇입니까?

가스 소비 패턴 이해

1. 이더리움 가상 머신의 모든 작업은 간단한 산술부터 스토리지 쓰기까지 결정적인 양의 가스를 소비합니다.

2. 메모리 할당 및 동적 배열 크기 조정은 고정 크기 구조에 비해 가스 비용이 불균형적으로 높습니다.

3. 외부 함수 호출은 메시지 전달, 스택 복사 및 EVM 컨텍스트 전환으로 인해 오버헤드가 발생합니다.

4. SLOAD 및 SSTORE 작업은 특히 스토리지 슬롯을 반복적으로 수정할 때 가장 비용이 많이 드는 명령 중 하나입니다.

5. 루프 반복은 적절한 경계 확인 없이 스토리지 읽기 또는 쓰기를 포함하는 경우 가스 사용량을 기하급수적으로 증폭시킵니다.

스토리지 레이아웃 최적화

1. 여러 개의 작은 변수를 단일 256비트 스토리지 슬롯에 패키징하면 SSTORE 호출이 줄어들고 배포 및 런타임 시 가스가 절약됩니다.

2. 크기가 내림차순으로 ( uint256 이전 uint128 이전 uint64 이전) 상태 변수를 선언하면 더 조밀한 패킹이 가능하고 암시적 패딩 간격이 방지됩니다.

3. 생성자에서 한 번 초기화된 상수에 대해 불변을 사용하면 배포 후 스토리지 쓰기가 완전히 제거됩니다.

4. 지급 주소를 전송이 발생하지 않는 일반 주소 로 대체하면 불필요한 유형 변환 오버헤드가 제거됩니다.

5. 정렬을 고려하지 않고 혼합 크기 필드가 있는 구조체를 피하면 공간이 낭비되고 액세스당 가스가 증가합니다.

런타임 계산 최소화

1. 루프 경계를 오프체인으로 계산하거나 이를 메모리에 캐싱하면 반복 내에서 저장소 조회가 반복되는 것을 방지할 수 있습니다.

2. 오버플로가 수학적으로 불가능한 산술에 체크되지 않은 { ... }를 사용하면 안전 확인을 건너뛰고 작업당 최대 40%까지 가스를 줄일 수 있습니다.

3. Assert ()보다 require () 를 선호하면 유효하지 않은 입력에 대한 가스 비용을 낮추고 조기 실패를 보장합니다.

4. 복잡한 로직을 라이브러리로 옮기고 대리자 호출을 사용하면 계약 전체에서 바이트 코드가 중복되는 것을 방지할 수 있습니다.

5. 작은 도우미 함수를 수동으로 인라인하면 호출 오버헤드를 줄일 수 있지만 컴파일러 최적화는 더 높은 최적화 수준에서 이를 자동으로 처리할 수 있습니다.

컴파일러 및 툴체인 활용

1. --optimize --optimize-runs=200을 사용하여 Solidity 최적화 프로그램을 활성화하면 지속적인 접기 및 점프 재정렬을 통해 배포된 바이트 코드 크기와 런타임 가스가 크게 줄어듭니다.

2. 0.8.24와 같은 최신 컴파일러 버전을 사용하면 이전 릴리스에서는 사용할 수 없는 내장 검사 및 보다 공격적인 인라인 전략이 잠금 해제됩니다.

3. solc --asm 과 같은 도구를 사용하여 생성된 opcode를 분석하면 중복 DUP 또는 불필요한 SWAP와 같은 숨겨진 비효율성이 드러납니다.

4. Foundry의 Forge Inspection을 통합하면 테스트 중에 스토리지 슬롯 충돌과 예상치 못한 메모리 할당을 식별하는 데 도움이 됩니다.

5. Forge test --gas-report를 통해 가스 스냅샷을 실행하면 메인넷 배포 전에 핫스팟이 노출됩니다.

자주 묻는 질문

Q: 보기 기능을 사용하면 발신자의 가스 비용이 모두 제거되나요? A: 아니요. RPC를 통해 외부에서 호출할 때 뷰 함수는 가스를 소비하지 않지만, 동일한 트랜잭션 내의 뷰가 아닌 함수에서 내부적으로 호출할 때는 여전히 가스를 소비합니다.

Q: 내부 논리에서 require(msg.sender == owner)를 msg.sender == owner로 안전하게 바꿀 수 있습니까? A: 안전하지 않습니다. require를 제거하면 명시적인 되돌리기가 제거되어 제어된 오류 처리 대신 자동 실패 또는 의도하지 않은 동작이 발생하게 됩니다.

Q: 오프체인 인덱싱을 위해 이벤트를 내보내거나 매핑에 데이터를 저장하는 것이 더 낫습니까? A: 이벤트는 스토리지 쓰기보다 저렴하고 인덱싱 목적으로 충분합니다. 이벤트와 상태 변수 모두에 동일한 데이터를 저장하면 온체인 액세스가 필요하지 않는 한 추가 이점 없이 가스가 낭비됩니다.

Q: delete arr[i]를 사용하여 배열 요소를 삭제해도 전체 계약 가스 비용이 줄어들지 않는 이유는 무엇입니까? A: delete 키워드는 값을 재설정할 뿐이며 배열 길이를 줄이거나 스토리지 슬롯을 회수하지는 않습니다. 동적 어레이는 용량을 유지하며 진정한 정리를 위해서는 수동 이동이나 푸시/팝 패턴 사용이 필요합니다.