什么是gas

Gas 是区块链中用来衡量和支付执行交易或智能合约操作所需计算资源的单位。在以太坊等平台上，每个交易或合约操作都需要消耗一定量的 Gas，用户支付的费用由消耗的 Gas 数量和 Gas 价格决定。Gas 机制不仅防止了网络资源的滥用，还通过设置交易的 Gas Limit 确保每个操作的计算资源使用在合理范围内。通过这种方式，Gas 保障了网络的安全性和稳定性。 ## 简单技巧

在智能合约开发中，Gas 优化是至关重要的，因为高昂的 Gas 费用可能会显著增加合约的使用成本。以下是一些常见的 Gas 优化技巧：

1. 优化存储

减少存储使用：
- 存储操作是最昂贵的操作之一。通过减少合约中状态变量的使用和优化存储布局，可以显著降低 Gas 费用。
- 示例：使用 uint8 代替 uint256 进行存储，如果值的范围较小。
```
uint8 public smallValue; // 比较节省 Gas
```
使用 storage 和 memory 的区别：
- storage 是链上数据存储，读写操作都消耗 Gas；memory 是链下临时数据存储，读写操作相对便宜。尽量将数据存储在 memory 中进行计算，减少对 storage 的操作。
- 示例：在计算函数中使用 memory 存储中间结果。
```
function calculate(uint256[] memory data) public pure returns (uint256) {
    uint256 result;
    for (uint i = 0; i < data.length; i++) {
        result += data[i];
    }
    return result;
}
```
  使用结构体存储多个变量

2. 优化函数调用

避免频繁的状态更新：
- 状态变量的写操作消耗的 Gas 高于读取操作。尽量将多次状态更新合并为一次操作。
- 示例：将多次写入操作合并为一个批量操作。
```
function updateValues(uint256[] memory values) public {
    for (uint i = 0; i < values.length; i++) {
        valuesArray[i] = values[i];
    }
}
```

合约内函数调用：

内部函数调用比外部调用（如 call）更便宜。将可以重用的逻辑提取到内部函数中。

示例：

function process(uint256 value) internal pure returns (uint256) {
    return value * 2;
}

function mainFunction(uint256 value) public pure returns (uint256) {
    return process(value);
}

3. 数据布局优化

利用数据的紧凑存储：
- 将相关变量按照合适的顺序存储，以减少填充（padding），从而节省 Gas。 Solidity 会为每个 uint256 类型的变量分配 32 字节的存储空间，因此在同一存储槽中存储多个 uint256 类型的变量会浪费存储空间。
- 示例：
```
// 优化前：浪费存储
uint256 a;
uint256 b;
uint256 c;

// 优化后：紧凑存储
uint256 a;
uint128 b; // 使用更小的数据类型
uint128 c;
```

4. 函数修饰符和控制结构

减少 require 和 if 语句的开销：
- 尽量避免在高频调用的函数中加入复杂的条件判断，因为每次判断都需要消耗 Gas。
- 示例：在必要时进行条件检查，而不是每次调用时都检查。
```
modifier onlyOwner() {
    require(msg.sender == owner, "Not the owner");
    _;
}
```

5. 使用事件

避免过多的日志记录：
- 事件日志记录的 Gas 费用相对较低，但过多的事件日志仍会增加成本。只在必要时记录事件，并尽量减少事件的数据量。
- 示例：
```
event ValueChanged(uint256 newValue);

function updateValue(uint256 newValue) public {
    value = newValue;
    emit ValueChanged(newValue);
}
```

6. 函数可见性和访问控制

选择合适的函数可见性：
- 使用适当的函数可见性（public, external, internal, private）来优化 Gas 费用。例如，external 函数调用比 public 函数调用便宜，尤其是在参数较多的情况下。
- 示例：
```
function externalFunction(uint256 value) external { 
    // 更便宜的外部调用
}
```

7. 合约部署和升级

优化部署过程：
- 在合约部署时，尽量减少初始化操作。优化合约的逻辑可以减少部署时的 Gas 费用。
- 示例：
```
// 尽量避免在构造函数中执行复杂操作
constructor() {
    // 初始化合约状态
}
```

智能合约Gas优化技巧

米霖

2024-07-21