Ako implementovať stratégie optimalizácie plynu Solidity – Cryptopolitan

Optimalizácia solídneho plynu je rozhodujúca pre vývoj inovatívnych zmlúv na blockchaine Ethereum. Plyn sa vzťahuje na výpočtové úsilie potrebné na vykonanie operácií v rámci inteligentnej zmluvy. Keďže plyn sa priamo premieta do transakčných poplatkov, optimalizácia využívania plynu je nevyhnutná pre minimalizáciu nákladov a zlepšenie celkovej efektívnosti inteligentných zmlúv.

V tejto súvislosti Solidity, programovací jazyk používaný pre inteligentné zmluvy Ethereum, ponúka rôzne techniky a osvedčené postupy na optimalizáciu plynu. Tieto techniky zahŕňajú starostlivé zváženie návrhu zmluvy, ukladania údajov a vykonávania kódu na zníženie spotreby plynu.

Implementáciou stratégií optimalizácie plynu môžu vývojári výrazne zvýšiť výkon a nákladovú efektívnosť svojich inteligentných zmlúv. To môže zahŕňať použitie vhodných typov údajov a štruktúr ukladania, vyhýbanie sa zbytočným výpočtom, využitie vzorov návrhu zmluvy a využitie vstavaných funkcií špeciálne navrhnutých na optimalizáciu plynu.

Čo je to Solidita?

Solidity je objektovo orientovaný programovací jazyk navrhnutý výslovne na vytváranie inteligentných zmlúv na rôznych blockchainových platformách, pričom jeho primárnym cieľom je Ethereum. Vyvinuli ho Christian Reitwiessner, Alex Beregszaszi a bývalí hlavní prispievatelia Etherea. Programy Solidity sa spúšťajú na virtuálnom stroji Ethereum (EVM).

Jedným z populárnych nástrojov na prácu so Solidity je Remix, integrované vývojové prostredie (IDE) založené na webovom prehliadači, ktoré umožňuje vývojárom písať, nasadzovať a spúšťať inteligentné zmluvy Solidity. Remix poskytuje užívateľsky prívetivé rozhranie a výkonné funkcie na testovanie a ladenie kódu Solidity.

Zmluva Solidity kombinuje kód (funkcie) a údaje (stav) uložené na konkrétnej adrese na blockchaine Ethereum. Umožňuje vývojárom vytvárať opatrenia pre rôzne aplikácie vrátane hlasovacích systémov, platforiem crowdfundingu, slepých aukcií, peňaženiek s viacerými podpismi a ďalších.

Syntax a funkcie Solidity sú ovplyvnené populárnymi programovacími jazykmi ako JavaScript a C++, vďaka čomu je relatívne dostupná pre vývojárov s predchádzajúcimi skúsenosťami s programovaním. Jeho schopnosť presadzovať pravidlá a vykonávať akcie autonómne, bez spoliehania sa na sprostredkovateľov, robí Solidity silným jazykom na vytváranie decentralizovaných aplikácií (DApps) na blockchainových platformách.

Čo presne je plyn a optimalizácia plynu v Solidity?

Plyn je základný koncept v Ethereu, ktorý slúži ako merná jednotka pre výpočtové úsilie potrebné na vykonávanie operácií v rámci siete. Každý proces v rámci inteligentnej zmluvy Solidity spotrebuje určité množstvo plynu a celková spotreba plynu určuje transakčný poplatok, ktorý zaplatí iniciátor zmluvy. Solídna optimalizácia plynu zahŕňa techniky na zníženie spotreby plynu kódu inteligentnej zmluvy, vďaka čomu je realizácia nákladovo efektívnejšia.

Optimalizáciou spotreby plynu môžu vývojári minimalizovať transakčné poplatky, zlepšiť výkon zmluvy a zefektívniť svoje aplikácie. Techniky optimalizácie plynu v Solidity sa zameriavajú na zníženie výpočtovej zložitosti, elimináciu nadbytočných operácií a optimalizáciu ukladania dát. Používanie energeticky efektívnych dátových štruktúr, vyhýbanie sa zbytočným výpočtom a optimalizácia slučiek a iterácií sú niektoré stratégie na zníženie spotreby plynu.

Okrem toho, minimalizácia externých hovorov na iné zmluvy, využívanie vzorov Solidity s úspornými palivami, ako sú bezstavové funkcie, a využitie nástrojov na meranie a profilovanie plynu umožňuje vývojárom optimalizovať lepší plyn.

Je dôležité vziať do úvahy sieťové a platformové faktory ovplyvňujúce náklady na plyn, ako je preťaženie a modernizácia platforiem, aby ste tomu mohli prispôsobiť stratégie optimalizácie plynu.

Optimalizácia plynu s pevným obsahom je iteratívny proces, ktorý si vyžaduje starostlivú analýzu, testovanie a zdokonaľovanie. Využitím týchto techník a osvedčených postupov môžu vývojári urobiť svoje inteligentné zmluvy Solidity ekonomicky životaschopnejšie, čím sa zvýši celková efektívnosť a nákladová efektívnosť ich aplikácií v sieti Ethereum.

Aké sú poplatky za kryptoplyn?

Poplatky za krypto plyn sú transakčné poplatky špecifické pre inteligentné zmluvné blockchainy, pričom priekopníckou platformou na zavedenie tohto konceptu je Ethereum. Dnes však mnohé ďalšie blockchainy vrstvy 1, ako napríklad Solana, Avalanche a Polkadot, tiež prijali poplatky za plyn. Používatelia platia tieto poplatky, aby kompenzovali validátorov za zabezpečenie siete.

Pred potvrdením transakcií pri interakcii s týmito blockchainovými sieťami sú používateľom prezentované odhadované výdavky na plyn. Na rozdiel od štandardných transakčných poplatkov sa poplatky za plyn platia pomocou natívnej kryptomeny príslušného blockchainu. Napríklad poplatky za plyn Ethereum sa vyrovnávajú v ETH, zatiaľ čo blockchain Solana vyžaduje použitie tokenov SOL na platby za transakcie.

Či už posielate ETH priateľovi, razíte NFT alebo používate služby DeFi, ako sú decentralizované burzy, používatelia sú zodpovední za zaplatenie súvisiacich poplatkov za plyn. Tieto poplatky odrážajú výpočtové úsilie potrebné na vykonanie požadovanej operácie na blockchaine a priamo prispievajú k stimulácii overovateľov pre ich účasť v sieti a bezpečnostné úsilie.

Techniky optimalizácie plynu s tuhosťou

Techniky optimalizácie plynu Solidity majú za cieľ znížiť spotrebu plynu inteligentného zmluvného kódu napísaného v programovacom jazyku Solidity.

Využitím týchto techník môžu vývojári minimalizovať transakčné náklady, zlepšiť výkon zmluvy a zefektívniť svoje aplikácie. Tu sú niektoré bežne používané techniky optimalizácie plynu v Solidity:

Mapovanie je vo väčšine prípadov lacnejšie ako polia

Solidity predstavuje vzrušujúcu dynamiku medzi mapovaniami a poliami, pokiaľ ide o optimalizáciu plynu. Vo virtuálnom stroji Ethereum (EVM) sú mapovania vo všeobecnosti lacnejšie ako polia. Je to preto, že kolekcie sú uložené ako oddelené alokácie v pamäti, zatiaľ čo mapovania sú ukladané efektívnejšie.

Polia v Solidity je možné zbaliť, čo umožňuje zoskupiť viac menších prvkov, ako je uint8, aby sa optimalizovalo úložisko. Mapovania sa však nedajú načítať. Napriek tomu, že kolekcie potenciálne vyžadujú viac plynu na operácie, ako je vyhľadávanie dĺžky alebo analýza všetkých prvkov, poskytujú väčšiu flexibilitu v špecifických scenároch.

V prípadoch, keď potrebujete získať prístup k dĺžke kolekcie alebo iterovať cez všetky prvky, môžu byť preferované polia, aj keď spotrebúvajú viac plynu. Naopak, mapovania vynikajú v scenároch, kde sa vyžaduje priame vyhľadávanie hodnôt kľúča, pretože poskytujú efektívne ukladanie a vyhľadávanie.

Pochopenie dynamiky plynu medzi mapovaním a poliami v Solidity umožňuje vývojárom robiť informované rozhodnutia pri navrhovaní zmlúv, pričom optimalizáciu plynu vyvažuje špecifickými požiadavkami ich prípadu použitia.

Zbaľte si premenné

V Ethereu sa cena plynu za použitie skladovania vypočítava na základe počtu použitých úložných slotov. Každý úložný slot má veľkosť 256 bitov a kompilátor a optimalizátor Solidity automaticky spracuje balenie premenných do týchto slotov. To znamená, že môžete zabaliť viacero premenných do jedného úložného slotu, optimalizovať využitie úložiska a znížiť náklady na plyn.

Ak chcete využiť výhody balenia, musíte deklarovať zbaliteľné premenné postupne vo svojom kóde Solidity. Kompilátor a optimalizátor automaticky spracuje usporiadanie týchto premenných v rámci úložných slotov, čím zabezpečí efektívne využitie priestoru.

Zbalením premenných dohromady môžete minimalizovať počet použitých skladovacích slotov, čo vedie k nižším nákladom na plyn na skladovacie operácie vo vašich smart kontraktoch.

Pochopenie konceptu balenia a jeho efektívneho využitia môže výrazne ovplyvniť efektívnosť používania plynu vo vašom kóde Solidity. Maximalizáciou využitia skladovacích slotov a minimalizovaním nákladov na plyn na skladovacie operácie môžete optimalizovať výkon a nákladovú efektívnosť vašich Ethereum smart kontraktov.

Obmedzte vonkajšie hovory

V Solidity zaplatenie externého kontraktu znamená značné množstvo plynu. Na optimalizáciu spotreby plynu sa odporúča konsolidovať získavanie údajov volaním funkcie, ktorá vracia všetky požadované údaje, namiesto toho, aby sa pre každý dátový prvok vykonávali samostatné volania.

Aj keď sa tento prístup môže líšiť od tradičných programovacích praktík v iných jazykoch, v Solidity sa ukazuje ako veľmi robustný.

Efektívnosť plynu sa zlepšuje znížením počtu externých zmluvných volaní a získaním viacerých dátových bodov v rámci jedného funkčného volania, čo vedie k nákladovo efektívnym a efektívnym smart kontraktom.

uint8 nie je vždy lacnejší ako uint256

Virtuálny stroj Ethereum (EVM) spracováva dáta v kusoch 32 bajtov alebo 256 bitov naraz. Pri práci s menšími typmi premenných, ako je uint8, ich EVM musí najprv skonvertovať na významnejší typ uint256, aby s nimi mohol vykonávať operácie. Tento proces premeny spôsobuje dodatočné náklady na plyn, čo môže viesť k otázke, prečo by sa malo použiť viac menších premenných.

Kľúč spočíva v koncepte balenia. V Solidity môžete do jedného úložného slotu zbaliť viacero malých premenných, čím optimalizujete využitie úložiska a znížite náklady na plyn. Ak však definujete osamelú premennú, ktorú nemožno zbaliť s inými, je optimálnejšie použiť typ uint256 a nie uint8.

Použitie uint256 pre samostatné premenné obchádza potrebu nákladných konverzií v EVM. Aj keď sa to spočiatku môže zdať neintuitívne, tento prístup zabezpečuje efektívnosť plynu zosúladením so schopnosťami spracovania EVM. Umožňuje tiež jednoduchšie balenie a optimalizáciu pri zoskupovaní viacerých malých premenných.

Pochopenie tohto aspektu EVM a výhod balenia v Solidity umožňuje vývojárom robiť informované rozhodnutia pri výbere typov premenných. Po zvážení nákladov na plyn pri konverziách a využívaní možností balenia môžu vývojári optimalizovať spotrebu plynu a zvýšiť efektivitu svojich inteligentných zmlúv v sieti Ethereum.

Namiesto reťazca/bajtov použite bytes32

Ak máte v Solidity údaje, ktoré sa zmestia do 32 bajtov, odporúča sa namiesto bajtov alebo reťazcov použiť typ údajov bytes32. Je to preto, že premenné s pevnou veľkosťou, ako napríklad bajty32, sú výrazne lacnejšie v nákladoch na plyn ako typy s premenlivou veľkosťou.

Použitím bajtov32 sa vyhnete dodatočným nákladom na plyn spojeným s typmi s premenlivou veľkosťou, ako sú bajty alebo reťazce, ktoré si vyžadujú dodatočné úložisko a výpočtové operácie. Solidity zaobchádza s premennými s pevnou veľkosťou ako s jedným úložným slotom, čo umožňuje efektívnejšie prideľovanie pamäte a znižuje spotrebu plynu.

Optimalizácia nákladov na plyn využitím premenných s pevnou veľkosťou je dôležitým faktorom pri navrhovaní inteligentných zmlúv v Solidity. Výberom vhodných typov údajov na základe veľkosti údajov, s ktorými pracujete, môžete minimalizovať spotrebu plynu a zlepšiť celkovú nákladovú efektívnosť a efektivitu svojich zmlúv.

Použite externé modifikátory funkcií

Keď v Solidity definujete verejnú funkciu, ktorú možno volať mimo zmluvy, vstupné parametre tejto funkcie sa automaticky skopírujú do pamäte a vzniknú náklady na plyn.

Ak sa však proces má volať externe, je dôležité označiť ho v kóde ako „externý“. Tým sa parametre funkcie neskopírujú do pamäte, ale načítajú sa priamo z dát hovoru.

Tento rozdiel je významný, pretože ak má vaša funkcia veľké vstupné parametre, jej označenie ako „externé“ môže ušetriť značné množstvo plynu. Tým, že sa vyhnete kopírovaniu parametrov do pamäte, môžete optimalizovať spotrebu plynu vašich inteligentných zmlúv.

Táto optimalizačná technika je užitočná v scenároch, kde sa má funkcia volať externe, napríklad pri interakcii so zmluvou z inej zmluvy alebo externej aplikácie. Tieto drobné vylepšenia kódu Solidity môžu viesť k znateľným úsporám plynu, vďaka čomu budú vaše zariadenia nákladovo efektívnejšie a efektívnejšie.

Použite pravidlo skratu vo svoj prospech

V Solidity, keď v kóde používate disjunktívne a konjunktívne operátory, poradie, v ktorom umiestnite funkcie, môže ovplyvniť spotrebu plynu. Pochopením toho, ako títo operátori fungujú, môžete optimalizovať spotrebu plynu.

Pri použití disjunkcie sa spotreba plynu zníži, pretože ak sa prvá funkcia vyhodnotí ako pravdivá, druhá funkcia sa nevykoná. To šetrí plyn tým, že sa vyhýba zbytočným výpočtom. Na druhej strane, ak sa prvá funkcia vyhodnotí ako nepravda, druhá funkcia sa úplne preskočí, čím sa ďalej optimalizuje spotreba plynu.

Aby sa minimalizovali náklady na plyn, odporúča sa správne zoradiť funkcie, pričom na prvé miesto v prevádzke umiestnite úlohu s najväčšou pravdepodobnosťou úspechu alebo časť s najväčšou pravdepodobnosťou zlyhania. Znižuje sa tým šanca na vyhodnotenie druhej funkcie a výsledkom je úspora plynu.

V Solidity je možné do úložných slotov zabaliť viacero malých premenných, čím sa optimalizuje využitie úložného priestoru. Ak však máte jednu premennú, ktorú nie je možné konsolidovať s inými, je lepšie použiť uint256 namiesto uint8. To zaisťuje efektívnosť plynu zosúladením so schopnosťami spracovania virtuálneho stroja Ethereum.

záver

Solídnosť je vysoko efektívna pri dosahovaní nákladovo efektívnych transakcií pri interakcii s externými zmluvami. Dá sa to dosiahnuť využitím pravidla skratu, zabalením viacerých malých premenných do úložných slotov a konsolidáciou získavania údajov volaním jedinej funkcie, ktorá vráti všetky potrebné údaje.

Centrálne banky môžu tiež použiť techniky optimalizácie plynu na minimalizáciu transakčných nákladov a zlepšenie celkovej výkonnosti inteligentných zmlúv. Venovaním pozornosti stratégiám optimalizácie plynu špecifickým pre Solidity môžu vývojári zabezpečiť efektívnu a hospodárnu realizáciu svojich inovatívnych zmluvných interakcií. Pri starostlivom zvážení a implementácii týchto techník môžu používatelia profitovať z optimalizovaného využívania plynu a úspešných transakcií.

Optimalizácia spotreby plynu v Solidity je rozhodujúca pre dosiahnutie nákladovo efektívnych transakcií a inovatívnych zmluvných interakcií. Využitím pravidla skratu, zbalením viacerých malých premenných do úložných slotov a konsolidáciou získavania údajov pomocou volaní jednej funkcie môžu používatelia použiť techniky optimalizácie plynu, ktoré zaistia efektívne a ekonomické plnenie ich zmlúv.

Centrálne banky môžu tiež profitovať z týchto stratégií, aby minimalizovali transakčné náklady a zlepšili výkonnosť svojich inteligentných zmlúv. Vývojári môžu zaistiť optimalizované využitie plynu a úspešné transakcie zvážením týchto stratégií špecifických pre Solidity.