气体优化

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什么是气体优化，为什么它很重要

燃气优化是减少智能合约代码或交易交互所消耗的燃气量的做法，从而降低链上操作的执行成本。

对用户而言，燃气优化意味着了解如何以最小化不必要成本的方式与协议交互：批量交易、在低需求期间进行交互以及选择具有高效合约实现的协议。

对于开发者而言，燃气优化是编写智能合约的一种学科，这些合约以最小的计算开销实现其目标。在一个竞争激烈的去中心化金融环境中，各协议在成本效率上竞争，而昂贵的合约则使较小用户受到限制，燃气效率成为一个有意义的产品质量指标。

以太坊虚拟机中的每个操作都有一个预定的燃气成本。理解哪些操作较为昂贵有助于开发人员编写高效的代码，也帮助用户理解为什么某些交易的费用高于其他交易。

存储操作是最昂贵的。向合约存储写入新值的成本为 20,000 燃气。更新现有存储槽的费用为 2,900 燃气。读取存储的费用为 800 燃气。这就是为什么频繁写入存储的合约与之交互时成本较高，以及为什么某些设计选择在内存中缓存值而不是重复读取存储。

外部调用、转账和合约创建也很昂贵。发出事件的费用相对于存储来说是便宜的。基本的算术和逻辑操作的费用每个仅为几燃气。

实际的影响：智能合约可以做的最耗费燃气的事情是写入新的存储槽、部署新的合约以及进行多个外部调用。燃气高效的设计将这些操作最小化。

用户无需编写任何代码，可以采取几种实际措施来降低燃气成本。

时机是最影响成本的因素。以太坊主网的燃气费在非高峰时段显著更便宜：在工作日的深夜和清晨 UTC 通常会看到最低的基础费用。像 Etherscan Gas Tracker 这样的工具显示当前情况和历史模式。

批量处理交易可以减少每个操作所需支付的开销。一些协议和钱包支持 multicall 功能，将多个操作合并到一个交易中，只需支付一次固定的基础费用。

对于常规 DeFi 活动，使用第二层网络而非以太坊主网是活跃用户可获得的最大的成本削减。主网费用为 $20 至 $50 的交易，在 Arbitrum 或 Base 上通常只需几美分。

智能合约开发者有许多减少燃气消耗的技术，这直接改善了用户体验和其协议的竞争力。

打包存储变量可以减少存储槽的使用。EVM以32字节的槽存储数据。在合约定义中将小于32字节的变量相邻放置，可以使编译器将多个变量打包到一个存储槽中，从而按比例降低存储成本。

在外部函数中使用calldata而不是内存作为函数参数更便宜，因为calldata是只读的，访问成本较低。使用映射而不是数组进行查找可以避免迭代成本。在达到昂贵的检查之前，使用短路条件逻辑快速失败在廉价检查上可以减少被返回交易上浪费的燃气。

最小代理合约（EIP-1167克隆）允许通过将所有逻辑委托给共享实现合约，以最小的燃气部署许多相同逻辑的实例。

一套工具使气体优化成为系统性而非猜测的过程。

Hardhat 和 Foundry，这两个主导的智能合约开发框架，都包含气体报告，显示测试期间每个函数调用的确切气体成本。这使开发人员能够精确地识别昂贵的函数并测量优化的影响。

比较合约版本之间气体消耗的气体差异工具帮助团队确保重构不会意外引入回归。一些持续集成设置会自动标记超出定义阈值的拉取请求，以增加气体消耗。

对于用户来说，像 Etherscan 这样的区块链浏览器显示任何历史交易使用的气体，这对于理解某些协议交互为何昂贵以及在多个协议提供相同功能时识别更便宜的替代方案非常有用。

燃气优化代表了在链上以更少的投入实现更多的工程学科。对于开发者而言，这是对每个操作付费的用户的一种责任。对于用户而言，了解燃气成本是评估参与去中心化金融（DeFi）真正成本的一部分。

第二层网络实现的有效燃气成本的大幅降低，减少了大多数用户对于燃气优化的关注。但对于高频交易者、大规模DeFi操作以及在以太坊主网上构建的开发者来说，优化依然具有重要的价值。

随着区块链计算的重要性不断增长，编写高效链上代码的学科将与编写高效传统软件一样有价值。

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