Как да внедрим стратегии за оптимизиране на Solidity Gas – Cryptopolitan

Оптимизирането на Solidity Gas е от решаващо значение за иновативното разработване на договори в блокчейна Ethereum. Газът се отнася до изчислителните усилия, необходими за изпълнение на операции в рамките на интелигентен договор. Тъй като газът директно се превръща в такси за транзакции, оптимизирането на използването на газ е от съществено значение за минимизиране на разходите и подобряване на цялостната ефективност на интелигентните договори.

В този контекст Solidity, езикът за програмиране, използван за интелигентни договори на Ethereum, предлага различни техники и най-добри практики за оптимизиране на газа. Тези техники включват внимателно обмисляне на дизайна на договора, съхранение на данни и изпълнение на код за намаляване на потреблението на газ.

Чрез внедряване на стратегии за оптимизиране на газа разработчиците могат значително да подобрят производителността и рентабилността на своите интелигентни договори. Това може да включва използване на подходящи типове данни и структури за съхранение, избягване на ненужни изчисления, използване на модели за проектиране на договори и използване на вградени функции, специално проектирани за оптимизиране на газа.

Какво е Solidity?

Solidity е обектно-ориентиран език за програмиране, предназначен изрично за създаване на интелигентни договори на различни блокчейн платформи, като Ethereum е неговата основна цел. Christian Reitwessner, Alex Beregszaszi и бивши основни сътрудници на Ethereum го разработиха. Програмите Solidity се изпълняват на виртуалната машина Ethereum (EVM).

Един популярен инструмент за работа със Solidity е Remix, базирана на уеб браузър интегрирана среда за разработка (IDE), която позволява на разработчиците да пишат, внедряват и изпълняват интелигентни договори на Solidity. Remix предоставя удобен за потребителя интерфейс и мощни функции за тестване и отстраняване на грешки в Solidity код.

Договорът Solidity съчетава код (функции) и данни (състояние), съхранени на конкретен адрес в блокчейна на Ethereum. Той позволява на разработчиците да създават договорености за различни приложения, включително системи за гласуване, платформи за групово финансиране, слепи търгове, портфейли с множество подписи и др.

Синтаксисът и функциите на Solidity са повлияни от популярни езици за програмиране като JavaScript и C++, което го прави относително достъпен за разработчици с предишен опит в програмирането. Способността му да налага правила и да изпълнява действия автономно, без да разчита на посредници, прави Solidity мощен език за изграждане на децентрализирани приложения (DApps) на блокчейн платформи.

Какво точно представляват газ и оптимизация на газ в Solidity?

Газът е фундаментална концепция в Ethereum, служеща като единица за измерване на изчислителните усилия, необходими за извършване на операции в мрежата. Всеки процес в интелигентен договор Solidity изразходва определено количество газ и общият изразходван газ определя таксата за транзакция, платена от инициатора на договора. Оптимизирането на газ за солидност включва техники за намаляване на потреблението на газ от кода на интелигентния договор, което го прави по-рентабилен за изпълнение.

Чрез оптимизиране на използването на газ разработчиците могат да минимизират таксите за транзакции, да подобрят изпълнението на договора и да направят своите приложения по-ефективни. Техниките за оптимизиране на газа в Solidity се фокусират върху намаляване на изчислителната сложност, елиминиране на излишни операции и оптимизиране на съхранението на данни. Използването на ефективни структури от данни, избягване на ненужни изчисления и оптимизиране на цикли и итерации са някои стратегии за намаляване на потреблението на газ.

Освен това минимизирането на външните обаждания към други договори, използването на ефективни по отношение на газа Solidity модели, като функции без състояние, и използването на инструменти за измерване на газ и профилиране позволяват на разработчиците да оптимизират по-добър газ.

Важно е да се вземат предвид факторите на мрежата и платформата, влияещи върху разходите за газ, като задръствания и надстройки на платформата, за да се адаптират съответно стратегиите за оптимизиране на газа.

Оптимизирането на твърдия газ е итеративен процес, който изисква внимателен анализ, тестване и усъвършенстване. Използвайки тези техники и най-добри практики, разработчиците могат да направят своите интелигентни договори Solidity по-икономически жизнеспособни, като подобрят общата ефективност и рентабилността на своите приложения в мрежата Ethereum.

Какви са таксите за крипто газ?

Таксите за крипто газ са такси за транзакции, специфични за интелигентни договорни блокчейни, като Ethereum е пионерската платформа за въвеждане на тази концепция. Днес обаче много други блокчейни от ниво 1, като Solana, Avalanche и Polkadot, също са приели такси за газ. Потребителите плащат тези такси, за да компенсират валидаторите за защита на мрежата.

На потребителите се представят прогнозни разходи за газ, преди да потвърдят транзакциите, когато взаимодействат с тези блокчейн мрежи. За разлика от стандартните такси за транзакции, таксите за газ се плащат с помощта на родната криптовалута на съответния блокчейн. Например таксите за газ на Ethereum се уреждат в ETH, докато блокчейнът Solana изисква използването на SOL токени за плащане на транзакции.

Независимо дали изпращат ETH на приятел, секат NFT или използват DeFi услуги като децентрализирани борси, потребителите са отговорни за плащането на свързаните такси за газ. Тези такси отразяват изчислителните усилия, необходими за изпълнение на желаната операция в блокчейна, и те пряко допринасят за стимулиране на валидаторите за тяхното участие в мрежата и усилия за сигурност.

Техники за оптимизиране на твърдия газ

Техниките за оптимизиране на газа на Solidity имат за цел да намалят потреблението на газ на интелигентен договорен код, написан на езика за програмиране Solidity.

Използвайки тези техники, разработчиците могат да минимизират транзакционните разходи, да подобрят изпълнението на договора и да направят своите приложения по-ефективни. Ето някои често използвани техники за оптимизиране на газа в Solidity:

В повечето случаи картографирането е по-евтино от масивите

Solidity въвежда вълнуваща динамика между съпоставянията и масивите по отношение на оптимизацията на газа. Във виртуалната машина Ethereum (EVM) картографирането обикновено е по-евтино от масивите. Това е така, защото колекциите се съхраняват като отделни разпределения в паметта, докато съпоставянията се съхраняват по-ефективно.

Масивите в Solidity могат да бъдат пакетирани, което позволява групиране на по-малки елементи като uint8 за оптимизиране на съхранението. Съпоставянията обаче не могат да бъдат заредени. Въпреки че колекциите потенциално изискват повече газ за операции като извличане на дължина или анализиране на всички елементи, те осигуряват повече гъвкавост в конкретни сценарии.

В случаите, когато трябва да получите достъп до дължината на колекция или да преминете през всички елементи, масивите може да са предпочитани, дори ако консумират повече газ. Обратно, съпоставянията се отличават в сценарии, при които се изискват директни търсения на ключ-стойност, тъй като осигуряват ефективно съхранение и извличане.

Разбирането на газовата динамика между съпоставянията и масивите в Solidity позволява на разработчиците да вземат информирани решения при проектирането на договори, балансирайки газовата оптимизация със специфичните изисквания на техния случай на употреба.

Опаковайте вашите променливи

В Ethereum разходите за газ за използване на хранилище се изчисляват въз основа на броя на използваните слотове за съхранение. Всеки слот за съхранение има размер от 256 бита, а компилаторът и оптимизаторът на Solidity автоматично обработват пакетирането на променливи в тези слотове. Това означава, че можете да опаковате множество променливи в един слот за съхранение, оптимизирайки използването на хранилището и намалявайки разходите за газ.

За да се възползвате от пакетирането, трябва да декларирате пакетируемите променливи последователно във вашия Solidity код. Компилаторът и оптимизаторът автоматично ще се справят с подреждането на тези променливи в слотовете за съхранение, като гарантират ефективно използване на пространството.

Като опаковате променливите заедно, можете да минимизирате броя на използваните слотове за съхранение, което води до по-ниски разходи за газ за операции за съхранение във вашите интелигентни договори.

Разбирането на концепцията за опаковане и ефективното й използване може значително да повлияе на газовата ефективност на вашия Solidity код. Като увеличите максимално използването на слотовете за съхранение и минимизирате разходите за газ за операциите за съхранение, можете да оптимизирате производителността и рентабилността на вашите интелигентни договори на Ethereum.

Намалете външните разговори

В Solidity извикването на външен договор изисква значително количество газ. За да се оптимизира потреблението на газ, се препоръчва да се консолидира извличането на данни чрез извикване на функция, която връща всички необходими данни, вместо да се правят отделни извиквания за всеки елемент от данни.

Въпреки че този подход може да се различава от традиционните практики за програмиране на други езици, той се оказва много стабилен в Solidity.

Газовата ефективност е подобрена чрез намаляване на броя на извикванията на външни договори и извличане на множество точки от данни в едно извикване на функция, което води до рентабилни и ефективни интелигентни договори.

uint8 не винаги е по-евтин от uint256

Виртуалната машина Ethereum (EVM) обработва данни на парчета от 32 байта или 256 бита наведнъж. Когато работите с по-малки типове променливи като uint8, EVM трябва първо да ги преобразува в по-значимия тип uint256, за да извършва операции върху тях. Този процес на преобразуване води до допълнителни разходи за газ, което може да постави под съмнение мотивите зад използването на повече второстепенни променливи.

Ключът се крие в концепцията за опаковане. В Solidity можете да опаковате множество малки променливи в един слот за съхранение, оптимизирайки използването на хранилището и намалявайки разходите за газ. Въпреки това, ако дефинирате самотна променлива, която не може да бъде пакетирана с други, по-оптимално е да използвате типа uint256, а не uint8.

Използването на uint256 за самостоятелни променливи заобикаля нуждата от скъпи преобразувания в EVM. Въпреки че първоначално може да изглежда нелогично, този подход гарантира ефективност на газа чрез привеждане в съответствие с възможностите за обработка на EVM. Той също така позволява по-лесно пакетиране и оптимизиране при групиране на множество малки променливи.

Разбирането на този аспект на EVM и предимствата на пакетирането в Solidity дава възможност на разработчиците да вземат информирани решения при избора на типове променливи. Като вземат предвид разходите за газ за преобразуване и използват възможностите за опаковане, разработчиците могат да оптимизират потреблението на газ и да подобрят ефективността на своите интелигентни договори в мрежата Ethereum.

Използвайте bytes32 вместо string/bytes

В Solidity, когато имате данни, които могат да се поберат в рамките на 32 байта, се препоръчва да използвате типа данни bytes32 вместо байтове или низове. Това е така, защото променливите с фиксиран размер, като bytes32, са значително по-евтини в разходите за газ от типовете с променлив размер.

Като използвате bytes32, избягвате допълнителните разходи за газ, свързани с типове с променлив размер, като байтове или низове, които изискват допълнително съхранение и изчислителни операции. Solidity третира променливите с фиксиран размер като единичен слот за съхранение, което позволява по-ефективно разпределение на паметта и намаляване на потреблението на газ.

Оптимизирането на разходите за газ чрез използване на променливи с фиксиран размер е важно съображение при проектирането на интелигентни договори в Solidity. Като изберете подходящите типове данни въз основа на размера на данните, с които работите, можете да минимизирате потреблението на газ и да подобрите общата рентабилност и ефикасност на вашите договори.

Използвайте модификатори на външни функции

В Solidity, когато дефинирате публична функция, която може да бъде извикана извън договора, входните параметри на тази функция автоматично се копират в паметта и водят до разходи за газ.

Въпреки това, ако процесът е предназначен да бъде извикан външно, важно е да го маркирате като „външен“ в кода. По този начин функционалните параметри не се копират в паметта, а се четат директно от данните за повикването.

Това разграничение е важно, тъй като ако вашата функция има големи входни параметри, маркирането й като „външна“ може да спести значително газ. Като избягвате копирането на параметрите в паметта, можете да оптимизирате потреблението на газ на вашите интелигентни договори.

Тази техника за оптимизация е полезна в сценарии, при които функцията е предназначена да бъде извикана външно, като например при взаимодействие с договора от друг договор или външно приложение. Тези незначителни корекции на кода на Solidity могат да доведат до забележими икономии на газ, правейки вашите договорености по-рентабилни и ефикасни.

Използвайте правилото за късо съединение във ваша полза

В Solidity, когато използвате дизюнктивни и конюнктивни оператори във вашия код, редът, в който поставяте функциите, може да повлияе на използването на газ. Като разберете как работят тези оператори, можете да оптимизирате потреблението на газ.

Когато се използва дизюнкция, потреблението на газ се намалява, защото ако първата функция се изчисли като true, втората функция не се изпълнява. Това спестява газ, като избягва ненужните изчисления. От друга страна, във връзка, ако първата функция се изчисли като false, втората функция се пропуска изцяло, което допълнително оптимизира използването на газ.

За да се сведат до минимум разходите за газ, се препоръчва правилно да се подредят функциите, като първо се постави ролята с най-голяма вероятност за успех или частта с най-голяма вероятност да се провали. Това намалява шансовете да се наложи оценка на втората функция и води до спестяване на газ.

В Solidity множество малки променливи могат да бъдат пакетирани в слотове за съхранение, оптимизирайки използването на хранилището. Въпреки това, ако имате една променлива, която не може да бъде консолидирана с други, по-добре е да използвате uint256 вместо uint8. Това гарантира ефективност на газа чрез привеждане в съответствие с възможностите за обработка на Ethereum Virtual Machine.

Заключение

Солидността е много ефективна за постигане на рентабилни транзакции при взаимодействие с външни договори. Това може да бъде постигнато чрез използване на правилото за късо съединение, опаковане на множество малки променливи в слотове за съхранение и консолидиране на извличането на данни чрез извикване на една функция, която връща всички необходими данни.

Централните банки могат също така да използват техники за оптимизиране на газа, за да минимизират транзакционните разходи и да подобрят цялостната ефективност на интелигентните договори. Като обръщат внимание на стратегиите за оптимизиране на газа, специфични за Solidity, разработчиците могат да осигурят ефективно и икономично изпълнение на своите иновативни договорни взаимодействия. С внимателно разглеждане и прилагане на тези техники потребителите могат да се възползват от оптимизирано използване на газ и успешни транзакции.

Оптимизирането на потреблението на газ в Solidity е от решаващо значение за постигане на рентабилни транзакции и иновативни договорни взаимодействия. Чрез използване на правилото за късо съединение, опаковане на множество малки променливи в слотове за съхранение и консолидиране на извличането на данни с единични извиквания на функция, потребителите могат да използват техники за оптимизиране на газа, които гарантират ефективното и икономично изпълнение на техните договори.

Централните банки също могат да се възползват от тези стратегии за минимизиране на транзакционните разходи и подобряване на ефективността на техните интелигентни договори. Разработчиците могат да осигурят оптимизирано използване на газ и успешни транзакции, като вземат предвид тези стратегии, специфични за Solidity.