以太坊主網的 Gas 費用問題在網絡擁堵時尤為突出，尤其是在高峰期，用戶需支付高昂的交易費用。因此，在智能合約開發階段進行 Gas 費優化至關重要。優化不僅能降低交易成本，還能提升效率，為用戶提供更經濟、高效的區塊鏈體驗。
本文概述了以太坊虛擬機（EVM）的 Gas 費機制、Gas 費優化的核心概念及最佳實踐，旨在為開發者提供實用幫助，并幫助普通用戶理解 EVM 的 Gas 費運作方式。
EVM 的 Gas 費機制簡介
在兼容 EVM 的網絡中，「Gas」是測量執行特定操作所需計算能力的單位。
來源：以太坊官網[1]
每筆交易都需要計算資源，因此會收取費用以防止無限循環和拒絕服務（DoS）攻擊。自 EIP-1559 生效以來，Gas 費通過以下公式計算：
Gas fee = units of gas used * (base fee priority fee)
基礎費被銷毀，優先費用作為激勵，鼓勵驗證者將交易添加到區塊鏈中。
1. 理解 EVM 中的 Gas 優化
當用 Solidity 編譯智能合約時，合約會被轉換為一系列操作碼（opcodes）。每個操作碼都有一個公認的 Gas 消耗成本，記錄在以太坊黃皮書中。
2. Gas 優化的基本概念
Gas 優化的核心是在 EVM 區塊鏈上選擇成本效率高的操作，避免昂貴的操作。
低成本操作包括：
讀寫內存變量 讀取常量和不可變變量 讀寫本地變量 讀取 calldata 變量 內部函數調用高成本操作包括：
讀寫存儲中的狀態變量 外部函數調用 循環操作EVM Gas 費優化最佳實踐
以下是 Gas 費優化的最佳實踐清單，幫助開發者降低智能合約的 Gas 消耗，減少交易成本并提高應用效率。
1. 減少存儲使用
存儲操作的 Gas 成本遠高于內存操作。每次從存儲中讀取或寫入數據都會產生高額費用。限制存儲使用的方法包括：
將非永久性數據存儲在內存中 減少存儲修改次數2. 變量打包
合理安排變量，使多個變量適配到單個存儲槽中，可以節省 Gas。例如，將四個 uint8 變量打包到一個存儲槽中，可節省大量 Gas。
3. 優化數據類型
選擇合適的數據類型有助于優化 Gas 使用。例如，使用 bytes32 替代 bytes 或 strings 可減少 Gas 消耗。
4. 使用固定大小變量替代動態變量
建議使用固定大小的變量如 bytes32 替代動態變量，以減少 Gas 消耗。
5. 映射與數組
優先使用映射管理數據列表，除非需要迭代或可以通過數據類型打包優化 Gas 消耗。
6. 使用 calldata 代替 memory
如果函數參數是只讀的，應優先使用 calldata 而非 memory。
7. 盡可能使用 Constant/Immutable 關鍵字
Constant/Immutable 變量不會存儲在合約的存儲中，訪問成本低。
8. 在確保不會發生溢出 / 下溢時使用 Unchecked
使用 unchecked 關鍵字可以避免多余的溢出或下溢檢查，從而節省 Gas 成本。
9. 優化修改器
重構修改器邏輯為內部函數，可減少字節碼大小并降低 Gas 成本。
10. 短路優化
將計算成本低廉的條件放在前面，可以跳過成本高昂的計算。
附加一般性建議
1. 刪除無用代碼
刪除未使用的函數或變量，減少合約部署成本。
2. 使用預編譯合約
使用預編譯合約如 ECDSA 和 SHA2-256 哈希算法，可以降低 Gas 成本。
3. 使用內聯匯編代碼
內聯匯編允許編寫高效代碼，減少 Gas 消耗。
4. 使用 Layer 2 解決方案
Layer 2 解決方案如 rollups 和側鏈可以減少鏈上交易數量，降低 Gas 費用。
5. 使用優化工具和庫
使用 solc 優化器等工具可以最小化字節碼大小，減少 Gas 消耗。
結論
優化 Gas 消耗是開發者的重要步驟，既能降低交易成本，又能提高智能合約效率。遵循上述最佳實踐，開發者可以有效減少合約的 Gas 消耗，但必須謹慎操作，以防引入安全漏洞。
[1] :https://ethereum.org/en/developers/docs/gas/
[2] :https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf
[3] :https://www.evm.codes/
[4] :https://www.evm.codes/precompiled
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