Hướng dẫn thực hành tối ưu Gas cho hợp đồng thông minh Ethereum: Thả chi phí nâng cao hiệu quả

Hướng dẫn thực hành tối ưu Gas cho hợp đồng thông minh Ethereum

Phí Gas trên mạng chính Ethereum luôn là một vấn đề nan giải, đặc biệt là khi mạng bị tắc nghẽn. Trong thời điểm cao điểm, người dùng thường phải trả phí giao dịch cao. Do đó, việc tối ưu hóa phí Gas trong giai đoạn phát triển hợp đồng thông minh là vô cùng quan trọng. Tối ưu hóa tiêu thụ Gas không chỉ có thể giảm chi phí giao dịch một cách hiệu quả mà còn nâng cao hiệu quả giao dịch, mang lại trải nghiệm sử dụng blockchain tiết kiệm và hiệu quả hơn cho người dùng.

Bài viết này sẽ tóm tắt cơ chế phí Gas của máy ảo Ethereum (EVM), các khái niệm cốt lõi liên quan đến tối ưu hóa phí Gas, cũng như các thực tiễn tốt nhất trong việc tối ưu hóa phí Gas khi phát triển hợp đồng thông minh. Hy vọng những nội dung này có thể cung cấp cảm hứng và sự hỗ trợ thực tiễn cho các nhà phát triển, đồng thời cũng giúp người dùng thông thường hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của phí Gas trong EVM, cùng nhau đối mặt với những thách thức trong hệ sinh thái blockchain.

Gas tối ưu hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu 10 thực tiễn

Giới thiệu về cơ chế phí Gas của EVM

Trong các mạng tương thích EVM, "Gas" là đơn vị dùng để đo lường khả năng tính toán cần thiết để thực hiện các thao tác cụ thể.

Cấu trúc bố trí của EVM, việc tiêu tốn Gas được chia thành ba phần: thực hiện thao tác, gọi tin nhắn bên ngoài và đọc ghi bộ nhớ cùng lưu trữ.

Vì mỗi giao dịch đều cần tài nguyên tính toán để thực hiện, nên sẽ bị tính phí nhất định nhằm ngăn chặn vòng lặp vô hạn và tấn công từ chối dịch vụ (DoS). Phí cần thiết để hoàn thành một giao dịch được gọi là "Phí Gas".

Kể từ khi hard fork London EIP-1559( có hiệu lực ), phí Gas được tính theo công thức sau:

Phí gas = số đơn vị gas đã sử dụng * (phí cơ bản + phí ưu tiên)

Phí cơ bản sẽ bị tiêu hủy, phí ưu tiên sẽ được sử dụng như một hình thức khuyến khích, khuyến khích các xác nhận viên thêm giao dịch vào blockchain. Khi gửi giao dịch, việc thiết lập phí ưu tiên cao hơn có thể tăng khả năng giao dịch được bao gồm trong khối tiếp theo. Điều này giống như một loại "tiền boa" mà người dùng trả cho các xác nhận viên.

Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu

Hiểu về tối ưu hóa Gas trong EVM

Khi biên dịch hợp đồng thông minh bằng Solidity, hợp đồng sẽ được chuyển đổi thành một loạt "mã lệnh", tức là opcodes.

Bất kỳ đoạn mã thao tác nào ( ví dụ như tạo hợp đồng, thực hiện gọi tin nhắn, truy cập lưu trữ tài khoản và thực hiện thao tác trên máy ảo ) đều có một chi phí tiêu tốn Gas được công nhận, những chi phí này được ghi lại trong sách vàng Ethereum.

Sau nhiều lần sửa đổi EIP, một số chi phí Gas của các mã lệnh đã được điều chỉnh, có thể khác với trong sách vàng.

Khái niệm cơ bản về tối ưu hóa Gas

Ý tưởng cốt lõi của tối ưu hóa Gas là ưu tiên lựa chọn các thao tác có hiệu quả chi phí cao trên chuỗi khối EVM, tránh các thao tác có chi phí Gas đắt đỏ.

Trong EVM, các thao tác sau đây có chi phí thấp hơn:

  • Đọc và ghi biến bộ nhớ
  • Đọc hằng số và biến không thay đổi
  • Đọc và ghi biến cục bộ
  • Đọc biến calldata, chẳng hạn như mảng và cấu trúc calldata
  • Gọi hàm nội bộ

Các hoạt động có chi phí cao bao gồm:

  • Đọc và ghi các biến trạng thái lưu trữ trong hợp đồng thông minh
  • Gọi hàm bên ngoài
  • Hoạt động vòng lặp

Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu

Thực hành tối ưu hóa phí Gas EVM

Dựa trên các khái niệm cơ bản đã nêu, chúng tôi đã tổng hợp một danh sách các thực tiễn tốt nhất để tối ưu hóa phí Gas cho cộng đồng nhà phát triển. Bằng cách tuân theo những thực tiễn này, các nhà phát triển có thể giảm thiểu mức tiêu thụ phí Gas của hợp đồng thông minh, giảm chi phí giao dịch và tạo ra các ứng dụng hiệu quả hơn và thân thiện với người dùng.

1. Cố gắng giảm thiểu việc sử dụng lưu trữ

Trong Solidity, Storage( lưu trữ) là một nguồn tài nguyên hạn chế, tiêu thụ Gas của nó cao hơn nhiều so với Memory( bộ nhớ). Mỗi lần hợp đồng thông minh đọc hoặc ghi dữ liệu từ lưu trữ, sẽ phát sinh chi phí Gas cao.

Theo định nghĩa trong sách vàng của Ethereum, chi phí cho các thao tác lưu trữ cao hơn hơn 100 lần so với các thao tác bộ nhớ. Chẳng hạn, các lệnh OPcodesmload và mstore chỉ tiêu tốn 3 đơn vị Gas, trong khi các thao tác lưu trữ như sload và sstore ngay cả trong điều kiện lý tưởng nhất cũng cần ít nhất 100 đơn vị.

Các phương pháp hạn chế sử dụng lưu trữ bao gồm:

  • Lưu trữ dữ liệu không vĩnh viễn trong bộ nhớ
  • Giảm số lần sửa đổi lưu trữ: Bằng cách lưu trữ kết quả trung gian trong bộ nhớ, sau khi tất cả các phép tính hoàn thành, sau đó phân phối kết quả cho các biến lưu trữ.

Ethereum hợp đồng thông minh của Gas tối ưu hóa mười thực tiễn tốt nhất

2. Đóng gói biến

Số lượng Storage slot( được sử dụng trong hợp đồng thông minh và cách mà các nhà phát triển thể hiện dữ liệu sẽ ảnh hưởng lớn đến việc tiêu tốn Gas.

Trình biên dịch Solidity sẽ đóng gói các biến lưu trữ liên tiếp trong quá trình biên dịch và sử dụng 32 byte làm đơn vị cơ bản để lưu trữ các biến. Đóng gói biến có nghĩa là sắp xếp hợp lý các biến để nhiều biến có thể phù hợp vào một slot lưu trữ.

Thông qua điều chỉnh chi tiết này, các nhà phát triển có thể tiết kiệm 20,000 đơn vị Gas ) để lưu trữ một khe lưu trữ chưa sử dụng cần tiêu tốn 20,000 Gas (, nhưng bây giờ chỉ cần hai khe lưu trữ.

Do mỗi khe lưu trữ đều tiêu tốn Gas, việc đóng gói biến tối ưu hóa việc sử dụng Gas bằng cách giảm số lượng khe lưu trữ cần thiết.

![Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-995905cb414526d4d991899d0c2e6443.webp(

) 3. Tối ưu hóa kiểu dữ liệu

Một biến có thể được biểu diễn bằng nhiều loại dữ liệu khác nhau, nhưng chi phí thao tác tương ứng với các loại dữ liệu khác nhau cũng khác nhau. Lựa chọn loại dữ liệu phù hợp giúp tối ưu hóa việc sử dụng Gas.

Ví dụ, trong Solidity, số nguyên có thể được chia thành các kích thước khác nhau: uint8, uint16, uint32, v.v. Do EVM thực hiện các thao tác theo đơn vị 256 bit, việc sử dụng uint8 có nghĩa là EVM phải chuyển đổi nó thành uint256 trước, và việc chuyển đổi này sẽ tiêu tốn thêm Gas.

Nếu xem riêng lẻ, việc sử dụng uint256 sẽ rẻ hơn uint8. Tuy nhiên, nếu sử dụng tối ưu hóa đóng gói biến mà chúng tôi đã đề xuất trước đó thì lại khác. Nếu nhà phát triển có thể đóng gói bốn biến uint8 vào một khe lưu trữ, thì tổng chi phí để lặp qua chúng sẽ thấp hơn so với bốn biến uint256. Bằng cách này, hợp đồng thông minh có thể đọc và ghi một khe lưu trữ một lần, và trong một thao tác, đưa bốn biến uint8 vào bộ nhớ/lưu trữ.

![Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-55fcdb765912ef9cd238c46b1d248cff.webp(

) 4. Sử dụng biến kích thước cố định thay thế biến động

Nếu dữ liệu có thể được kiểm soát trong 32 byte, nên sử dụng kiểu dữ liệu bytes32 thay cho bytes hoặc strings. Nói chung, các biến kích thước cố định tiêu tốn ít Gas hơn các biến kích thước thay đổi. Nếu chiều dài byte có thể bị giới hạn, hãy cố gắng chọn chiều dài tối thiểu từ bytes1 đến bytes32.

5. Ánh xạ và mảng

Danh sách dữ liệu của Solidity có thể được biểu diễn bằng hai loại dữ liệu: mảng ### Arrays ( và ánh xạ ) Mappings (, nhưng cú pháp và cấu trúc của chúng hoàn toàn khác nhau.

Bản đồ thường hiệu quả hơn và có chi phí thấp hơn trong hầu hết các trường hợp, nhưng mảng có thể lặp lại và hỗ trợ đóng gói kiểu dữ liệu. Do đó, nên ưu tiên sử dụng bản đồ khi quản lý danh sách dữ liệu, trừ khi cần lặp lại hoặc có thể tối ưu hóa tiêu thụ Gas thông qua việc đóng gói kiểu dữ liệu.

![Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-5f3d7e103e47c886f50599cffe35c707.webp(

) 6. Sử dụng calldata thay thế memory

Các biến được khai báo trong tham số hàm có thể được lưu trữ trong calldata hoặc memory. Sự khác biệt chính giữa hai cái đó là, memory có thể được hàm sửa đổi, trong khi calldata là không thay đổi.

Hãy nhớ nguyên tắc này: nếu tham số hàm là chỉ đọc, nên ưu tiên sử dụng calldata thay vì memory. Điều này giúp tránh các thao tác sao chép không cần thiết từ calldata của hàm sang memory.

7. Cố gắng sử dụng từ khóa Constant/Immutable càng nhiều càng tốt

Biến Constant/Immutable sẽ không được lưu trữ trong bộ nhớ của hợp đồng. Những biến này sẽ được tính toán trong thời gian biên dịch và được lưu trữ trong mã byte của hợp đồng. Do đó, chi phí truy cập của chúng thấp hơn nhiều so với bộ nhớ, vì vậy nên sử dụng từ khóa Constant hoặc Immutable khi có thể.

![Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum: Mười thực tiễn tốt nhất]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-9c566626ab499ef65d6f5089a2876ad3.webp(

) 8. Sử dụng Unchecked khi đảm bảo không xảy ra tràn/thiếu.

Khi các nhà phát triển có thể xác định rằng các phép toán số học sẽ không dẫn đến tràn hoặc thiếu, họ có thể sử dụng từ khóa unchecked được giới thiệu trong Solidity v0.8.0 để tránh các kiểm tra tràn hoặc thiếu không cần thiết, từ đó tiết kiệm chi phí Gas.

Ngoài ra, các phiên bản biên dịch viên từ 0.8.0 trở lên không còn cần sử dụng thư viện SafeMath, vì chính biên dịch viên đã tích hợp sẵn các chức năng bảo vệ tràn và thiếu.

9. Tối ưu hóa bộ sửa đổi

Mã của bộ chỉnh sửa được nhúng vào các hàm đã được chỉnh sửa, mỗi khi sử dụng bộ chỉnh sửa, mã của nó sẽ được sao chép. Điều này sẽ làm tăng kích thước bytecode và tăng tiêu thụ Gas.

Bằng cách tái cấu trúc logic thành hàm nội bộ _checkOwner###(, cho phép tái sử dụng hàm nội bộ này trong các bộ điều chỉnh, có thể giảm kích thước bytecode và giảm chi phí Gas.

![Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum hàng đầu])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c0701f9e09280a1667495d54e262dd2f.webp(

) 10. Tối ưu hóa đường ngắn

Đối với || và &&, phép toán logic sẽ xảy ra đánh giá ngắn, tức là nếu điều kiện đầu tiên đã xác định được kết quả của biểu thức logic, thì điều kiện thứ hai sẽ không được đánh giá.

Để tối ưu hóa việc tiêu tốn Gas, nên đặt các điều kiện có chi phí tính toán thấp ở phía trước, như vậy có thể bỏ qua các phép tính tốn kém.

![Gas tối ưu hóa cho hợp đồng thông minh Ethereum: 10 thực tiễn tốt nhất]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a823fb7761aafa6529a6c45304e0314b.webp(

Đề xuất chung bổ sung

) 1. Xóa mã không cần thiết

Nếu trong hợp đồng có các hàm hoặc biến chưa được sử dụng, nên xóa chúng. Đây là cách trực tiếp nhất để giảm chi phí triển khai hợp đồng và giữ cho kích thước hợp đồng nhỏ.

Dưới đây là một số gợi ý hữu ích:

  • Sử dụng thuật toán hiệu quả nhất để tính toán. Nếu hợp đồng sử dụng trực tiếp kết quả của một số phép tính, thì nên loại bỏ những quá trình tính toán thừa này. Về bản chất, bất kỳ phép tính nào không được sử dụng đều nên bị xóa.

  • Trong Ethereum, các nhà phát triển có thể nhận được phần thưởng Gas bằng cách giải phóng không gian lưu trữ. Nếu không còn cần một biến nào đó, nên sử dụng từ khóa delete để xóa nó, hoặc đặt nó về giá trị mặc định.

  • Tối ưu hóa vòng lặp: tránh các thao tác vòng lặp tốn kém, hợp nhất vòng lặp khi có thể và di chuyển các phép toán lặp lại ra ngoài thân vòng lặp.

2. Sử dụng hợp đồng thông minh được biên soạn trước

Hợp đồng được biên dịch trước cung cấp các hàm thư viện phức tạp, chẳng hạn như các phép toán mã hóa và băm. Vì mã không chạy trên EVM mà chạy trên nút khách hàng cục bộ, nên lượng Gas cần thiết ít hơn. Sử dụng hợp đồng được biên dịch trước có thể tiết kiệm Gas bằng cách giảm khối lượng công việc tính toán cần thiết để thực hiện hợp đồng thông minh.

Ví dụ về hợp đồng thông minh được biên soạn trước bao gồm thuật toán chữ ký số đường cong elliptic ###ECDSA( và thuật toán băm SHA2-256. Bằng cách sử dụng các hợp đồng thông minh được biên soạn trước này trong hợp đồng thông minh, các nhà phát triển có thể giảm chi phí Gas và nâng cao hiệu suất hoạt động của ứng dụng.

![Gas tối ưu hóa hợp đồng thông minh Ethereum: Mười thực tiễn tốt nhất])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-839b91e2f02389949aa698d460a497d8.webp(

) 3. Sử dụng mã lắp ghép nội tuyến

nội suy ### in-line assembly ( cho phép các nhà phát triển viết mã cấp thấp nhưng hiệu quả có thể được EVM thực thi trực tiếp mà không cần sử dụng

ETH3.17%
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
  • Phần thưởng
  • 4
  • Đăng lại
  • Chia sẻ
Bình luận
0/400
GateUser-00be86fcvip
· 11giờ trước
gas quá đắt làm cái gì hợp đồng thông minh
Xem bản gốcTrả lời0
PermabullPetevip
· 11giờ trước
Phí gas cao đến mức không thể chấp nhận được, ai dám động vào chứ?
Xem bản gốcTrả lời0
BearMarketMonkvip
· 11giờ trước
Tất cả các tối ưu hóa, cuối cùng chỉ là để tiết kiệm một bữa ăn mà thôi...
Xem bản gốcTrả lời0
RunWithRugsvip
· 11giờ trước
Phí gas trong giờ cao điểm có thể mua được một bữa ăn rồi nhỉ.
Xem bản gốcTrả lời0
  • Ghim
Giao dịch tiền điện tử mọi lúc mọi nơi
qrCode
Quét để tải xuống ứng dụng Gate
Cộng đồng
Tiếng Việt
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)