Kako uvesti strategije optimizacije trdnega plina – Cryptopolitan

Optimizacija plina Solidity je ključnega pomena za razvoj inovativnih pogodb v verigi blokov Ethereum. Plin se nanaša na računski napor, ki je potreben za izvajanje operacij znotraj pametne pogodbe. Ker se plin neposredno pretvori v transakcijske provizije, je optimizacija porabe plina bistvena za zmanjšanje stroškov in izboljšanje splošne učinkovitosti pametnih pogodb.

V tem kontekstu Solidity, programski jezik, ki se uporablja za pametne pogodbe Ethereum, ponuja različne tehnike in najboljše prakse za optimizacijo plina. Te tehnike vključujejo skrbno premislek o oblikovanju pogodbe, shranjevanju podatkov in izvajanju kode za zmanjšanje porabe plina.

Z izvajanjem strategij za optimizacijo plina lahko razvijalci znatno izboljšajo zmogljivost in stroškovno učinkovitost svojih pametnih pogodb. To lahko vključuje uporabo ustreznih tipov podatkov in struktur shranjevanja, izogibanje nepotrebnim izračunom, uporabo vzorcev načrtovanja pogodb in uporabo vgrajenih funkcij, posebej zasnovanih za optimizacijo plina.

Kaj je trdnost?

Solidity je objektno usmerjen programski jezik, zasnovan izrecno za ustvarjanje pametnih pogodb na različnih platformah blockchain, pri čemer je Ethereum njegov glavni cilj. Razvili so ga Christian Reitwiessner, Alex Beregszaszi in nekdanji glavni sodelavci Ethereuma. Programi Solidity se izvajajo na virtualnem stroju Ethereum (EVM).

Eno priljubljenih orodij za delo s Solidityjem je Remix, integrirano razvojno okolje (IDE) na podlagi spletnega brskalnika, ki razvijalcem omogoča pisanje, uvajanje in izvajanje pametnih pogodb Solidity. Remix ponuja uporabniku prijazen vmesnik in zmogljive funkcije za testiranje in odpravljanje napak kode Solidity.

Pogodba Solidity združuje kodo (funkcije) in podatke (stanje), shranjene na določenem naslovu v verigi blokov Ethereum. Razvijalcem omogoča ustvarjanje ureditev za različne aplikacije, vključno s sistemi glasovanja, platformami za množično financiranje, slepimi dražbami, denarnicami z več podpisi in še več.

Na sintakso in funkcije Solidityja vplivajo priljubljeni programski jeziki, kot sta JavaScript in C++, zaradi česar je razmeroma dostopen razvijalcem s predhodnimi programskimi izkušnjami. Zaradi svoje zmožnosti uveljavljanja pravil in samostojnega izvajanja dejanj, ne da bi se zanašal na posrednike, je Solidity močan jezik za gradnjo decentraliziranih aplikacij (DApps) na platformah blockchain.

Kaj natančno sta plin in optimizacija plina v Solidity?

Plin je temeljni koncept v Ethereumu, ki služi kot merska enota za računalniški napor, potreben za izvajanje operacij znotraj omrežja. Vsak proces v pametni pogodbi Solidity porabi določeno količino plina, skupni porabljeni plin pa določa transakcijsko provizijo, ki jo plača pobudnik pogodbe. Optimizacija plina Solidity vključuje tehnike za zmanjšanje porabe plina kode pametne pogodbe, zaradi česar je njena izvedba stroškovno učinkovitejša.

Z optimizacijo porabe plina lahko razvijalci minimizirajo transakcijske provizije, izboljšajo učinkovitost pogodbe in naredijo svoje aplikacije učinkovitejše. Tehnike optimizacije plina v Solidity se osredotočajo na zmanjšanje računske kompleksnosti, odpravo odvečnih operacij in optimizacijo shranjevanja podatkov. Uporaba plinsko učinkovitih podatkovnih struktur, izogibanje nepotrebnim izračunom ter optimizacija zank in iteracij je nekaj strategij za zmanjšanje porabe plina.

Poleg tega zmanjševanje zunanjih klicev na druge pogodbe, uporaba vzorcev Solidity, ki učinkovito porabijo plin, kot so funkcije brez stanja, in uporaba orodij za merjenje plina in profiliranje omogoča razvijalcem optimizacijo boljšega plina.

Pomembno je upoštevati dejavnike omrežja in platforme, ki vplivajo na stroške plina, kot so zastoji in nadgradnje platforme, da ustrezno prilagodite strategije optimizacije plina.

Optimizacija trdnosti plina je ponavljajoč se proces, ki zahteva natančno analizo, testiranje in izboljšanje. Z uporabo teh tehnik in najboljših praks lahko razvijalci naredijo svoje pametne pogodbe Solidity bolj ekonomsko upravičene, s čimer povečajo splošno učinkovitost in stroškovno učinkovitost svojih aplikacij v omrežju Ethereum.

Kakšne so pristojbine za kripto plin?

Provizije za kripto plin so transakcijske provizije, specifične za inteligentne pogodbene verige blokov, pri čemer je Ethereum pionirska platforma za uvedbo tega koncepta. Vendar so danes številne druge verige blokov plasti 1, kot so Solana, Avalanche in Polkadot, prav tako sprejele pristojbine za plin. Uporabniki plačajo te pristojbine kot nadomestilo validatorjem za varovanje omrežja.

Uporabnikom so predstavljeni ocenjeni stroški plina, preden potrdijo transakcije pri interakciji s temi omrežji blockchain. Za razliko od standardnih transakcijskih provizij se provizije za plin plačajo z izvorno kriptovaluto ustrezne verige blokov. Provizije za plin Ethereum se na primer poravnajo v ETH, medtem ko veriga blokov Solana zahteva uporabo žetonov SOL za plačilo transakcij.

Ne glede na to, ali pošiljajo ETH prijatelju, kovajo NFT ali uporabljajo storitve DeFi, kot so decentralizirane borze, so uporabniki odgovorni za plačilo povezanih pristojbin za plin. Te pristojbine odražajo računalniški napor, potreben za izvedbo želene operacije v verigi blokov, in neposredno prispevajo k spodbujanju validatorjev za njihovo sodelovanje v omrežju in prizadevanja za varnost.

Tehnike optimizacije trdnosti plina

Namen tehnik optimizacije plina Solidity je zmanjšati porabo plina inteligentne pogodbene kode, napisane v programskem jeziku Solidity.

Z uporabo teh tehnik lahko razvijalci zmanjšajo transakcijske stroške, izboljšajo učinkovitost pogodbe in naredijo svoje aplikacije učinkovitejše. Tukaj je nekaj pogosto uporabljenih tehnik optimizacije plina v Solidity:

Kartiranje je v večini primerov cenejše od nizov

Solidity uvaja vznemirljivo dinamiko med preslikavami in nizi glede optimizacije plina. V virtualnem stroju Ethereum (EVM) so preslikave na splošno cenejše od matrik. To je zato, ker so zbirke shranjene kot ločene dodelitve v pomnilniku, medtem ko so preslikave shranjene učinkoviteje.

Nize v Solidity je mogoče pakirati, kar omogoča združevanje več manjših elementov, kot je uint8, za optimizacijo shranjevanja. Vendar pa preslikav ni mogoče naložiti. Kljub temu, da zbirke potencialno zahtevajo več plina za operacije, kot je iskanje dolžine ali razčlenjevanje vseh elementov, zagotavljajo večjo prilagodljivost v posebnih scenarijih.

V primerih, ko morate dostopati do dolžine zbirke ali iterirati skozi vse elemente, so morda prednostne matrike, tudi če porabijo več plina. Nasprotno pa se preslikave odlikujejo v scenarijih, kjer so potrebna neposredna iskanja ključa in vrednosti, saj zagotavljajo učinkovito shranjevanje in iskanje.

Razumevanje plinske dinamike med preslikavami in nizi v Solidity omogoča razvijalcem sprejemanje premišljenih odločitev pri oblikovanju pogodb, pri čemer uravnotežijo optimizacijo plina s posebnimi zahtevami njihovega primera uporabe.

Spakirajte svoje spremenljivke

V Ethereumu se stroški plina za uporabo pomnilnika izračunajo na podlagi števila uporabljenih pomnilniških mest. Vsaka reža za shranjevanje ima velikost 256 bitov, prevajalnik in optimizator Solidity pa samodejno obravnavata pakiranje spremenljivk v te reže. To pomeni, da lahko zapakirate več spremenljivk v eno režo za shranjevanje, kar optimizira uporabo prostora za shranjevanje in zmanjša stroške plina.

Če želite izkoristiti pakiranje, morate v kodi Solidity zaporedoma deklarirati spremenljivke, ki jih je mogoče pakirati. Prevajalnik in optimizator bosta samodejno obravnavala razporeditev teh spremenljivk znotraj pomnilniških rež, kar zagotavlja učinkovito uporabo prostora.

Če spremenljivke združite skupaj, lahko zmanjšate število uporabljenih slotov za shranjevanje, kar ima za posledico nižje stroške plina za operacije shranjevanja v vaših pametnih pogodbah.

Razumevanje koncepta pakiranja in njegova učinkovita uporaba lahko znatno vplivata na učinkovitost plina vaše kode Solidity. Z maksimiranjem izkoriščenosti slotov za shranjevanje in zmanjšanjem stroškov plina za operacije shranjevanja lahko optimizirate delovanje in stroškovno učinkovitost svojih pametnih pogodb Ethereum.

Zmanjšajte zunanje klice

V Solidity klicanje zunanje pogodbe povzroči precejšnjo količino plina. Za optimizacijo porabe plina je priporočljivo konsolidirati pridobivanje podatkov s klicem funkcije, ki vrne vse zahtevane podatke, namesto ločenih klicev za vsak podatkovni element.

Čeprav se ta pristop lahko razlikuje od tradicionalnih praks programiranja v drugih jezikih, se v Solidityju izkaže za zelo robustnega.

Učinkovitost plina je izboljšana z zmanjšanjem števila zunanjih pogodbenih klicev in pridobivanjem več podatkovnih točk v enem klicu funkcije, kar ima za posledico stroškovno učinkovite in učinkovite pametne pogodbe.

uint8 ni vedno cenejši od uint256

Virtualni stroj Ethereum (EVM) obdeluje podatke v kosih po 32 bajtov ali 256 bitov naenkrat. Pri delu z manjšimi tipi spremenljivk, kot je uint8, jih mora EVM najprej pretvoriti v pomembnejši tip uint256, da lahko na njih izvaja operacije. Ta postopek pretvorbe povzroča dodatne stroške plina, zaradi česar bi se lahko vprašali o razlogih za uporabo več manjših spremenljivk.

Ključ je v konceptu pakiranja. V Solidityju lahko zapakirate več majhnih spremenljivk v eno režo za shranjevanje, kar optimizira uporabo prostora za shranjevanje in zmanjša stroške plina. Če pa definirate samostojno spremenljivko, ki je ni mogoče zapakirati z drugimi, je bolj optimalno uporabiti tip uint256 namesto uint8.

Uporaba uint256 za samostojne spremenljivke zaobide potrebo po dragih pretvorbah v EVM. Čeprav se na začetku morda zdi protislovno, ta pristop zagotavlja učinkovitost plina z uskladitvijo z zmogljivostmi obdelave EVM. Omogoča tudi lažje pakiranje in optimizacijo pri združevanju več majhnih spremenljivk.

Razumevanje tega vidika EVM in prednosti pakiranja v Solidity omogoča razvijalcem, da sprejemajo informirane odločitve pri izbiri vrst spremenljivk. Z upoštevanjem stroškov plina za pretvorbe in izkoriščanjem možnosti pakiranja lahko razvijalci optimizirajo porabo plina in povečajo učinkovitost svojih pametnih pogodb v omrežju Ethereum.

Uporabite bytes32 namesto niza/bajtov

Če imate v Solidity podatke, ki se lahko prilegajo znotraj 32 bajtov, je priporočljivo, da namesto bajtov ali nizov uporabite podatkovni tip bytes32. To je zato, ker so spremenljivke s fiksno velikostjo, kot je bytes32, znatno cenejše glede stroškov plina kot vrste s spremenljivo velikostjo.

Z uporabo bytes32 se izognete dodatnim stroškom plina, povezanim s tipi spremenljive velikosti, kot so bajti ali nizi, ki zahtevajo dodatno shranjevanje in računske operacije. Solidity spremenljivke s fiksno velikostjo obravnava kot eno režo za shranjevanje, kar omogoča učinkovitejšo dodelitev pomnilnika in zmanjšanje porabe plina.

Optimizacija stroškov plina z uporabo spremenljivk fiksne velikosti je pomemben dejavnik pri načrtovanju inteligentnih pogodb v Solidityju. Z izbiro ustreznih vrst podatkov glede na velikost podatkov, s katerimi delate, lahko zmanjšate porabo plina in izboljšate splošno stroškovno učinkovitost in učinkovitost svojih pogodb.

Uporabite zunanje modifikatorje funkcij

Ko v Solidityju definirate javno funkcijo, ki jo je mogoče priklicati zunaj pogodbe, se vhodni parametri te funkcije samodejno prekopirajo v pomnilnik in povzročijo stroške plina.

Če pa naj bi bil proces klican zunaj, je pomembno, da ga v kodi označite kot »zunanjega«. S tem se funkcijski parametri ne kopirajo v pomnilnik, ampak se preberejo neposredno iz podatkov klica.

Ta razlika je pomembna, ker če ima vaša funkcija velike vhodne parametre, lahko z označevanjem kot »zunanje« prihranite precej plina. Če se izognete kopiranju parametrov v pomnilnik, lahko optimizirate porabo plina svojih pametnih pogodb.

Ta tehnika optimizacije je uporabna v scenarijih, kjer je funkcija namenjena zunanjemu klicu, na primer pri interakciji s pogodbo iz druge pogodbe ali zunanje aplikacije. Te manjše prilagoditve kode Solidity lahko povzročijo opazne prihranke plina, zaradi česar so vaši dogovori stroškovno učinkovitejši in učinkovitejši.

Uporabite pravilo kratkega stika v svojo korist

V Solidity lahko pri uporabi disjunktivnih in konjunktivnih operatorjev v vaši kodi vrstni red, v katerem postavite funkcije, vpliva na porabo plina. Če razumete, kako ti operaterji delujejo, lahko optimizirate porabo plina.

Pri uporabi disjunkcije se poraba plina zmanjša, ker če je prva funkcija ocenjena kot true, se druga funkcija ne izvede. To prihrani plin, saj se izogne ​​nepotrebnim izračunom. Po drugi strani pa se v povezavi, če je prva funkcija ocenjena kot false, druga funkcija v celoti preskoči, kar dodatno optimizira porabo plina.

Da bi zmanjšali stroške plina, je priporočljivo, da funkcije pravilno razvrstite tako, da vlogo, za katero je najverjetneje uspešna, postavite na prvo mesto v delovanju ali del, ki bo najverjetneje odpovedal. To zmanjša možnosti, da bi morali oceniti drugo funkcijo, in povzroči prihranek plina.

V Solidity je mogoče več majhnih spremenljivk zapakirati v reže za shranjevanje, kar optimizira uporabo prostora za shranjevanje. Če pa imate eno spremenljivko, ki je ni mogoče konsolidirati z drugimi, je bolje uporabiti uint256 namesto uint8. To zagotavlja učinkovitost plina z uskladitvijo z zmogljivostmi obdelave virtualnega stroja Ethereum.

zaključek

Solidity je zelo učinkovit za doseganje stroškovno učinkovitih transakcij pri interakciji z zunanjimi pogodbami. To je mogoče doseči z uporabo pravila kratkega stika, pakiranjem več majhnih spremenljivk v reže za shranjevanje in konsolidacijo pridobivanja podatkov s klicem ene same funkcije, ki vrne vse potrebne podatke.

Centralne banke lahko uporabljajo tudi tehnike optimizacije plina, da zmanjšajo transakcijske stroške in izboljšajo splošno učinkovitost pametnih pogodb. Z posvečanjem pozornosti strategijam optimizacije plina, specifičnim za Solidity, lahko razvijalci zagotovijo učinkovito in gospodarno izvedbo svojih inovativnih pogodbenih interakcij. S skrbnim upoštevanjem in izvajanjem teh tehnik lahko uporabniki izkoristijo optimizirano porabo plina in uspešne transakcije.

Optimiziranje porabe plina v Solidity je ključnega pomena za doseganje stroškovno učinkovitih transakcij in inovativnih pogodbenih interakcij. Z uporabo pravila kratkega stika, pakiranjem več majhnih spremenljivk v reže za shranjevanje in konsolidacijo pridobivanja podatkov s klici posamezne funkcije lahko uporabniki uporabljajo tehnike optimizacije plina, ki zagotavljajo učinkovito in ekonomično izvajanje njihovih pogodb.

Centralne banke lahko prav tako izkoristijo te strategije za zmanjšanje transakcijskih stroškov in izboljšanje učinkovitosti svojih pametnih pogodb. Razvijalci lahko zagotovijo optimizirano porabo plina in uspešne transakcije z upoštevanjem teh strategij, specifičnih za Solidity.