如何優化智能合同以降低天然氣成本？

通過使用有效的數據結構，最小化存儲寫入並利用編譯​​器優化來優化以太坊智能合約氣體成本。

2025/07/12 00:14

了解以太坊智能合約中的天然氣成本

在以太坊區塊鏈中，天然氣成本代表用戶支付的費用執行交易或智能合約。在以太坊虛擬機（EVM）上執行的每個操作都會消耗一定數量的氣體，這是通過ETH支付的。旨在部署和維護智能合約的開發人員必須了解如何計算這些成本以有效地優化其代碼。

汽油費取決於兩個主要因素：氣體限制和氣價。氣體限制是指用戶願意在交易上花費的最大天然氣量，而氣價是通常在GWEI中測量的每單位天然氣費用。高計算操作（例如環路或複雜的邏輯）大大增加了氣體消耗，這對於降低總體成本至關重要。

選擇有效的數據結構和存儲模式

降低智能合約中氣體成本的最有影響力的方法之一是優化數據結構和存儲使用情況。每當合同寫入存儲時，都會收取高氣費。因此，最大程度地減少狀態變化並有效地包裝變量會導致大量節省。

• 將多個變量打包到單個存儲插槽中：固體允許使用緊密的變量包裝，其中最多可以將256位的變量存儲在一起。
• 在可能的情況下使用映射而不是陣列：迭代陣列很昂貴；映射提供O（1）訪問並避免循環。
• 避免不必要的寫入存儲：在計算過程中使用內存變量，最後僅寫入存儲。

例如，將三個UINT8值組合到單個UINT24中可以節省存儲插槽並減少更新過程中使用的氣體。

最小化鏈上計算

鏈上計算，尤其是涉及循環，算術或字符串操作的計算，可能非常昂貴。為了最大程度地減少這一點，開發人員應使用Oracles或客戶端處理，將盡可能多的計算到離鏈環境中。

• 預算值離鏈：而不是通過合同內執行計算，而是通過函數參數通過已經計算的結果。
• 限制循環迭代：如果循環不可避免，請確保它們運行固定且最少的次數。
• 使用恆定時間算法：避免複雜性高於O（1）的算法，尤其是在經常稱為函數中。

通過將密集任務從EVM轉移，開發人員可以大大降低執行成本。

優化功能呼叫和事件記錄

功能調用和事件排放也有助於氣體消耗。由於潛在的重新進入問題和外部邏輯依賴性，外部呼叫，特別是對其他合同的外部呼叫，在使用氣體使用方面可能是不可預測的。

• 批處理交易：將多個操作組合到單個交易中以節省開銷。
• 在適用的情況下使用內部功能：內部呼叫比外部呼叫便宜，因為它們沒有通過完整的外部接口。
• 僅日誌基本數據：與存儲寫入相比，發射事件相對便宜，但如果完成過度，則仍然加起來。

仔細管理功能呼叫和記錄，可確保僅在鏈上進行必要的操作。

利用編譯器優化和代碼重構

堅固性提供了幾種編譯器優化，可通過提高生成字樣的效率自動降低氣體成本。啟用具有大量運行的優化器可確保經常使用的功能受益於優化代碼生成。

• 啟用實體優化器：在編譯器設置中設置optimizer標誌，並指定每個功能的預期運行次數。
• 重構重複代碼：用可重複使用的功能替換重複的邏輯，以降低合同規模並提高可維護性。
• 刪除未使用的代碼：未使用的功能和圖書館膨脹合同並增加部署成本。

使用Slither或Solhint之類的工具有助於識別效率低下的代碼模式，並建議改進以提高汽油性能。

使用代理模式升級合同

每次需要更改時，都會成本昂貴。代理合同允許開發商升級合同邏輯，而無需重新部署整個合同，保留狀態並節省汽油。

• 實現UUP或透明代理：這些代理模式可以升級，同時保持向後兼容。
• 單獨的邏輯和存儲：通過將邏輯與數據分解，您可以避免冗餘部署並減少總體使用情況。

該策略不僅降低了天然氣成本，而且還提高了分散應用的長期可維護性。

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常見問題

問：我可以通過更改固體版本來降低氣體成本嗎？

是的，固體的新版本通常包括降低氣體使用的優化。在選擇版本之前，請務必查看發行說明以獲取汽油功能。

問：合同規模如何影響天然氣成本？

較大的合同需要更多的天然氣才能部署。縮小代碼，刪除評論並消除未使用的進口可以降低部署成本。

問：使用氣體和氣體極限有什麼區別？

使用的氣體是指執行過程中消耗的實際消耗量，而氣體限制是用戶願意在交易上花費的最大量。

問：部署合同之前是否有工具可以估算天然氣成本？

是的，諸如Remix IDE ， Hardhat和Truffle之類的工具提供了氣體估計功能，可幫助開發人員分析和優化合同效率。