Hoe u strategieën voor het optimaliseren van gas kunt implementeren - Cryptopolitan

Soliditeitsgasoptimalisatie is van cruciaal belang voor innovatieve contractontwikkeling op de Ethereum-blockchain. Gas verwijst naar de rekenkracht die nodig is om bewerkingen binnen een slim contract uit te voeren. Aangezien gas zich direct vertaalt in transactiekosten, is het optimaliseren van het gasverbruik essentieel voor het minimaliseren van de kosten en het verbeteren van de algehele efficiëntie van slimme contracten.

In deze context biedt Solidity, de programmeertaal die wordt gebruikt voor slimme contracten van Ethereum, verschillende technieken en best practices voor gasoptimalisatie. Deze technieken omvatten het zorgvuldig overwegen van contractontwerp, gegevensopslag en code-uitvoering om het gasverbruik te verminderen.

Door gasoptimalisatiestrategieën te implementeren, kunnen ontwikkelaars de prestaties en kosteneffectiviteit van hun slimme contracten aanzienlijk verbeteren. Dit kan inhouden dat de juiste datatypen en opslagstructuren worden gebruikt, onnodige berekeningen worden vermeden, contractontwerppatronen worden benut en ingebouwde functies worden gebruikt die specifiek zijn ontworpen voor gasoptimalisatie.

Wat is soliditeit?

Solidity is een objectgeoriënteerde programmeertaal die expliciet is ontworpen voor het maken van slimme contracten op verschillende blockchain-platforms, met Ethereum als het primaire doelwit. Christian Reitwiessner, Alex Beregszaszi en voormalige Ethereum-kernbijdragers hebben het ontwikkeld. Solidity-programma's worden uitgevoerd op de Ethereum Virtual Machine (EVM).

Een populaire tool om met Solidity te werken is Remix, een op een webbrowser gebaseerde Integrated Development Environment (IDE) waarmee ontwikkelaars slimme contracten van Solidity kunnen schrijven, implementeren en uitvoeren. Remix biedt een gebruiksvriendelijke interface en krachtige functies voor het testen en debuggen van Solidity-code.

Een Solidity-contract combineert code (functies) en gegevens (status) die zijn opgeslagen op een specifiek adres op de Ethereum-blockchain. Hiermee kunnen ontwikkelaars arrangementen maken voor verschillende toepassingen, waaronder stemsystemen, crowdfundingplatforms, blinde veilingen, portefeuilles met meerdere handtekeningen en meer.

De syntaxis en functies van Solidity worden beïnvloed door populaire programmeertalen zoals JavaScript en C++, waardoor het relatief toegankelijk is voor ontwikkelaars met eerdere programmeerervaring. Het vermogen om regels af te dwingen en acties autonoom uit te voeren, zonder afhankelijk te zijn van tussenpersonen, maakt van Solidity een krachtige taal voor het bouwen van gedecentraliseerde applicaties (DApps) op blockchain-platforms.

Wat zijn gas en gasoptimalisatie in Solidity precies?

Gas is een fundamenteel concept in Ethereum en dient als meeteenheid voor de rekeninspanning die nodig is om bewerkingen binnen het netwerk uit te voeren. Elk proces in een slim contract van Solidity verbruikt een bepaalde hoeveelheid gas en het totale verbruikte gas bepaalt de transactiekosten die door de contractinitiator worden betaald. Soliditeitsgasoptimalisatie omvat technieken om het gasverbruik van slimme contractcode te verminderen, waardoor het kosteneffectiever wordt om uit te voeren.

Door het gasverbruik te optimaliseren, kunnen ontwikkelaars transactiekosten minimaliseren, contractprestaties verbeteren en hun toepassingen efficiënter maken. Gasoptimalisatietechnieken in Solidity richten zich op het verminderen van rekencomplexiteit, het elimineren van overbodige bewerkingen en het optimaliseren van gegevensopslag. Het gebruik van gasefficiënte datastructuren, het vermijden van onnodige berekeningen en het optimaliseren van loops en iteraties zijn enkele strategieën om het gasverbruik te verminderen.

Bovendien kunnen ontwikkelaars door het minimaliseren van externe oproepen naar andere contracten, het gebruik van gasefficiënte Solidity-patronen zoals stateless-functies, en het gebruik van gasmeet- en profileringstools beter gas optimaliseren.

Het is belangrijk om rekening te houden met netwerk- en platformfactoren die van invloed zijn op de gaskosten, zoals congestie en platformupgrades, om gasoptimalisatiestrategieën dienovereenkomstig aan te passen.

Optimalisatie van het vaste gas is een iteratief proces dat zorgvuldige analyse, testen en verfijning vereist. Door deze technieken en best practices toe te passen, kunnen ontwikkelaars hun slimme Solidity-contracten economisch haalbaarder maken, waardoor de algehele efficiëntie en kosteneffectiviteit van hun applicaties op het Ethereum-netwerk worden verbeterd.

Wat zijn cryptogaskosten?

Crypto-gasvergoedingen zijn transactiekosten die specifiek zijn voor intelligente contract-blockchains, waarbij Ethereum het baanbrekende platform is om dit concept te introduceren. Tegenwoordig hebben echter veel andere Layer-1-blockchains, zoals Solana, Avalanche en Polkadot, ook gastarieven ingevoerd. Gebruikers betalen deze vergoedingen om validators te compenseren voor het beveiligen van het netwerk.

Gebruikers krijgen geschatte gaskosten te zien voordat ze transacties bevestigen bij interactie met deze blockchain-netwerken. In tegenstelling tot standaard transactiekosten, worden gaskosten betaald met behulp van de eigen cryptocurrency van de respectievelijke blockchain. Ethereum-gaskosten worden bijvoorbeeld verrekend in ETH, terwijl de Solana-blockchain het gebruik van SOL-tokens vereist om transacties te betalen.

Of het nu gaat om het verzenden van ETH naar een vriend, het slaan van een NFT of het gebruik van DeFi-services zoals gedecentraliseerde uitwisselingen, gebruikers zijn verantwoordelijk voor het betalen van de bijbehorende gaskosten. Deze vergoedingen weerspiegelen de rekeninspanning die nodig is om de gewenste operatie op de blockchain uit te voeren, en ze dragen direct bij aan het stimuleren van validators voor hun netwerkdeelname en beveiligingsinspanningen.

Optimalisatietechnieken voor gas van de vaste stof

Gasoptimalisatietechnieken van Solidity zijn gericht op het verminderen van het gasverbruik van intelligente contractcode geschreven in de programmeertaal Solidity.

Door deze technieken te gebruiken, kunnen ontwikkelaars transactiekosten minimaliseren, contractprestaties verbeteren en hun applicaties efficiënter maken. Hier zijn enkele veelgebruikte gasoptimalisatietechnieken in Solidity:

Mapping is in de meeste gevallen goedkoper dan arrays

Solidity introduceert een opwindende dynamiek tussen mappings en arrays met betrekking tot gasoptimalisatie. In de Ethereum Virtual Machine (EVM) zijn mappings over het algemeen goedkoper dan arrays. Dit komt doordat collecties als aparte allocaties in het geheugen worden opgeslagen, terwijl mappings efficiënter worden opgeslagen.

Arrays in Solidity kunnen worden verpakt, waardoor meer kleine elementen zoals uint8 kunnen worden gegroepeerd om de opslag te optimaliseren. Toewijzingen kunnen echter niet worden geladen. Ondanks dat verzamelingen mogelijk meer gas nodig hebben voor bewerkingen zoals het ophalen van de lengte of het ontleden van alle elementen, bieden ze meer flexibiliteit in specifieke scenario's.

In gevallen waarin u toegang moet hebben tot de lengte van een verzameling of alle elementen moet doorlopen, kunnen arrays de voorkeur hebben, zelfs als ze meer gas verbruiken. Omgekeerd blinken Mappings uit in scenario's waarin directe sleutel-waarde-opzoekingen vereist zijn, omdat ze efficiënte opslag en ophalen bieden.

Door de gasdynamiek tussen mappings en arrays in Solidity te begrijpen, kunnen ontwikkelaars weloverwogen beslissingen nemen bij het ontwerpen van contracten, waarbij gasoptimalisatie wordt afgewogen tegen de specifieke vereisten van hun use case.

Pak je variabelen in

In Ethereum worden de gaskosten voor opslaggebruik berekend op basis van het aantal gebruikte opslagslots. Elk opslagslot heeft een grootte van 256 bits en de Solidity-compiler en -optimizer zorgen automatisch voor het inpakken van variabelen in deze slots. Dit betekent dat u meerdere variabelen kunt verpakken in een enkel opslagslot, waardoor het opslaggebruik wordt geoptimaliseerd en de gaskosten worden verlaagd.

Om te profiteren van inpakken, moet u de inpakbare variabelen opeenvolgend declareren in uw Solidity-code. De compiler en optimizer zorgen automatisch voor de rangschikking van deze variabelen binnen de opslagslots, waardoor efficiënt ruimtegebruik wordt gegarandeerd.

Door variabelen samen te voegen, kunt u het aantal gebruikte opslagslots minimaliseren, wat resulteert in lagere gaskosten voor opslagactiviteiten in uw slimme contracten.

Als u het concept van verpakken begrijpt en het effectief gebruikt, kan dit een aanzienlijke invloed hebben op de gasefficiëntie van uw Solidity-code. Door het gebruik van opslagslots te maximaliseren en gaskosten voor opslagactiviteiten te minimaliseren, kunt u de prestaties en kosteneffectiviteit van uw Ethereum slimme contracten optimaliseren.

Minder externe gesprekken

In Solidity brengt het bellen van een extern contract een aanzienlijke hoeveelheid gas met zich mee. Om het gasverbruik te optimaliseren, wordt aanbevolen om het ophalen van gegevens te consolideren door een functie aan te roepen die alle vereiste gegevens retourneert in plaats van afzonderlijke oproepen voor elk gegevenselement.

Hoewel deze benadering kan verschillen van traditionele programmeerpraktijken in andere talen, blijkt deze zeer robuust te zijn in Solidity.

De gasefficiëntie wordt verbeterd door het aantal externe contractaanroepen te verminderen en meerdere datapunten op te halen in één enkele functieaanroep, wat resulteert in kosteneffectieve en efficiënte slimme contracten.

uint8 is niet altijd goedkoper dan uint256

De Ethereum Virtual Machine (EVM) verwerkt gegevens in blokken van 32 bytes of 256 bits tegelijk. Bij het werken met kleinere typen variabelen zoals uint8, moet de EVM deze eerst converteren naar het meer significante type uint256 om er bewerkingen op uit te voeren. Dit conversieproces brengt extra gaskosten met zich mee, waardoor men kan twijfelen aan de redenering achter het gebruik van kleinere variabelen.

De sleutel ligt in het concept van de verpakking. In Solidity kunt u meerdere kleine variabelen in één opslagslot stoppen, waardoor het opslaggebruik wordt geoptimaliseerd en de gaskosten worden verlaagd. Als u echter een alleenstaande variabele definieert die niet samen met andere kan worden verpakt, is het beter om het type uint256 te gebruiken in plaats van uint8.

Het gebruik van uint256 voor stand-alone variabelen omzeilt de noodzaak van kostbare conversies in de EVM. Hoewel het in eerste instantie contra-intuïtief lijkt, zorgt deze aanpak voor gasefficiëntie door af te stemmen op de verwerkingsmogelijkheden van de EVM. Het zorgt ook voor eenvoudiger inpakken en optimaliseren bij het groeperen van meerdere kleine variabelen.

Door dit aspect van de EVM te begrijpen en de voordelen van het verpakken in Solidity, kunnen ontwikkelaars weloverwogen beslissingen nemen bij het selecteren van variabeletypen. Door rekening te houden met de gaskosten van conversies en gebruik te maken van verpakkingsmogelijkheden, kunnen ontwikkelaars het gasverbruik optimaliseren en de efficiëntie van hun slimme contracten op het Ethereum-netwerk verbeteren.

Gebruik bytes32 in plaats van string/bytes

Als u in Solidity gegevens hebt die binnen 32 bytes passen, wordt aanbevolen om het gegevenstype bytes32 te gebruiken in plaats van bytes of tekenreeksen. Dit komt omdat variabelen met een vaste grootte, zoals bytes32, aanzienlijk goedkoper zijn in gaskosten dan typen met een variabele grootte.

Door bytes32 te gebruiken, vermijdt u de extra gaskosten die gepaard gaan met typen met variabele grootte, zoals bytes of tekenreeksen, die extra opslag en rekenbewerkingen vereisen. Solidity behandelt variabelen met een vaste grootte als een enkel opslagslot, waardoor een efficiëntere geheugentoewijzing mogelijk is en het gasverbruik wordt verminderd.

Het optimaliseren van de gaskosten door gebruik te maken van variabelen met een vaste grootte is een belangrijke overweging bij het ontwerpen van intelligente contracten in Solidity. Door de juiste gegevenstypen te kiezen op basis van de omvang van de gegevens waarmee u werkt, kunt u het gasverbruik minimaliseren en de algehele kosteneffectiviteit en efficiëntie van uw contracten verbeteren.

Gebruik externe functiemodifiers

Wanneer u in Solidity een openbare functie definieert die van buiten het contract kan worden aangeroepen, worden de invoerparameters van die functie automatisch naar het geheugen gekopieerd en worden er gaskosten in rekening gebracht.

Als het proces echter bedoeld is om extern te worden aangeroepen, is het belangrijk om het in de code als "extern" te markeren. Daarbij worden de functieparameters niet naar het geheugen gekopieerd, maar direct uit de oproepgegevens gelezen.

Dit onderscheid is belangrijk, want als uw functie grote invoerparameters heeft, kan het markeren als "extern" aanzienlijk gas besparen. Door te voorkomen dat u de parameters naar het geheugen kopieert, kunt u het gasverbruik van uw slimme contracten optimaliseren.

Deze optimalisatietechniek is handig in scenario's waarin de functie bedoeld is om extern te worden aangeroepen, zoals bij interactie met het contract vanuit een ander contract of een externe applicatie. Deze kleine aanpassingen aan de Solidity-code kunnen leiden tot merkbare gasbesparingen, waardoor uw arrangementen kosteneffectiever en efficiënter worden.

Gebruik de kortsluitregel in uw voordeel

Als u in Solidity disjunctieve en conjunctieve operatoren in uw code gebruikt, kan de volgorde waarin u de functies plaatst van invloed zijn op het gasverbruik. Door te begrijpen hoe deze operators werken, kun je het gasverbruik optimaliseren.

Bij gebruik van disjunctie wordt het gasverbruik verminderd, omdat als de eerste functie resulteert in waar, de tweede functie niet wordt uitgevoerd. Dit bespaart gas door onnodige berekeningen te vermijden. Aan de andere kant, in combinatie, als de eerste functie resulteert in onwaar, wordt de tweede functie volledig overgeslagen, waardoor het gasverbruik verder wordt geoptimaliseerd.

Om gaskosten te minimaliseren, wordt aanbevolen om de functies correct te ordenen, waarbij de rol met de meeste kans van slagen als eerste in werking wordt gesteld of het onderdeel met de meeste kans op falen. Dit verkleint de kans dat de tweede functie moet worden geëvalueerd en resulteert in gasbesparing.

In Solidity kunnen meerdere kleine variabelen in opslagslots worden verpakt, waardoor het opslaggebruik wordt geoptimaliseerd. Als u echter een enkele variabele heeft die niet met andere kan worden geconsolideerd, kunt u beter uint256 gebruiken in plaats van uint8. Dit zorgt voor gasefficiëntie door af te stemmen op de verwerkingsmogelijkheden van de Ethereum Virtual Machine.

Conclusie

Soliditeit is zeer effectief voor het realiseren van kosteneffectieve transacties bij interactie met externe contracten. Dit kan worden bereikt door gebruik te maken van de kortsluitregel, meerdere kleine variabelen in opslagslots te verpakken en het ophalen van gegevens te consolideren door een enkele functie aan te roepen die alle benodigde gegevens retourneert.

Centrale banken kunnen ook gasoptimalisatietechnieken gebruiken om transactiekosten te minimaliseren en de algehele prestaties van slimme contracten te verbeteren. Door aandacht te besteden aan gasoptimalisatiestrategieën die specifiek zijn voor Solidity, kunnen ontwikkelaars zorgen voor een efficiënte en economische uitvoering van hun innovatieve contractinteracties. Met zorgvuldige overweging en implementatie van deze technieken kunnen gebruikers profiteren van geoptimaliseerd gasverbruik en succesvolle transacties.

Het optimaliseren van het gasverbruik in Solidity is cruciaal voor het realiseren van kosteneffectieve transacties en innovatieve contractinteracties. Door gebruik te maken van de kortsluitregel, meerdere kleine variabelen in opslagslots te verpakken en het ophalen van gegevens te consolideren met enkele functieaanroepen, kunnen gebruikers gasoptimalisatietechnieken gebruiken die zorgen voor een efficiënte en economische uitvoering van hun contracten.

Centrale banken kunnen ook profiteren van deze strategieën om transactiekosten te minimaliseren en de prestaties van hun slimme contracten te verbeteren. Ontwikkelaars kunnen zorgen voor een geoptimaliseerd gasverbruik en succesvolle transacties door rekening te houden met deze strategieën die specifiek zijn voor Solidity.