本文对比了以太坊和 Solana 的数据存储机制,介绍了 Solana 账户模型的统一设计及其与以太坊存储槽的差异,并通过将 Solidity 示例转换为 Anchor 代码,详细讲解了 Solana 中账户初始化的必要性、实现步骤及测试方法,强调了其显式初始化和防止重复初始化的特性。
此前文章中,我们尚未涉及状态变量或持久性数据存储。在 Solidity 和以太坊中,SSTORE2 或 SSTORE3 等模式通过将数据存储在另一智能合约的字节码中实现存储,这种方式较为独特。而在 Solana 中,这却是标准实践。
Solana 程序的字节码可由原始部署者随意更新(除非标记为不可变),其数据存储机制也基于同一原理。与以太坊的存储槽(键值对形式)不同,Solana 将所有数据存储在账户中,键为 base58 编码的地址,值可达 10MB 的数据块:
{
"key": "ETnqC8mvPRyUVXyXoph22EQ1GS5sTs1zndkn5eGMYWfs",
"value": {
"data": "020000006ad1897139ac2bdb67a3c66a..."
}
}
以太坊将智能合约的字节码与状态变量分开存储:字节码作为不可变代码保存在账户的代码字段中,状态变量则存储于独立的存储槽,动态更新。Solana 采用统一的账户模型,程序账户(executable 标志为 true)与数据账户在结构上无异,仅用途不同。这种设计类似 Unix 文件系统,账户如同文件,承载数据及元数据(如所有者、可执行性)。
在以太坊中,状态变量与智能合约紧密绑定,默认仅合约内部逻辑可读写,外部只能通过节点 API 离线读取数据。反观 Solana,所有账户数据对任意程序公开可读,但仅由其所有者程序可写入,所有权通过 owner 字段明确指定。
以太坊允许直接写入未初始化的状态变量,合约通过 SSTORE 操作码写入某个存储槽时,即使该槽从未使用过,EVM 会自动为其分配空间并存储新值。而 Solana 要求显式初始化账户。虽然初始化和写入可在同一交易中完成,但为简化讨论,我们先聚焦初始化步骤。
将以下 Solidity 代码转换为 Solana:
contract BasicStorage {
struct MyStorage {
uint64 x;
}
MyStorage public myStorage;
function set(uint64 _x) external {
myStorage.x = _x;
}
}
在 Anchor 中,所有账户数据被视为结构体,因其灵活性(数据块最大 10MB)需要结构化解释,否则仅为无意义的字节序列。Anchor 在幕后处理序列化与反序列化。
初始化实现
创建新 Anchor 项目 basic_storage,代码如下:
use anchor_lang::prelude::*;
use std::mem::size_of;
declare_id!("9XZGDi1imvGFV3bLuDJK1bkUht51GPCRsVxMe4DpqWEo");
#[program]
pub mod basic_storage {
use super::*;
pub fn initialize(ctx: Context<Initialize>) -> Result<()> {
Ok(())
}
}
#[derive(Accounts)]
pub struct Initialize<'info> {
#[account(
init,
payer = signer,
space = size_of::<MyStorage>() + 8,
seeds = [],
bump
)]
pub my_storage: Account<'info, MyStorage>,
#[account(mut)]
pub signer: Signer<'info>,
pub system_program: Program<'info, System>,
}
#[account]
pub struct MyStorage {
x: u64,
}
1. 初始化函数
initialize 函数当前为空,仅返回 Ok(())。逻辑可自定义,函数名也非强制,但 initialize 是惯例。
2. 账户结构
Initialize 定义初始化所需的账户:
3. 初始化属性
4. 系统程序
system_program 是 Solana 运行时的核心组件,负责 SOL 转移。此处用于支付 my_storage 的租金。
5. 数据结构体
MyStorage 定义账户数据布局,序列化为字节存入 data 字段,反序列化时还原。#[account] 宏自动处理序列化逻辑。
测试代码:
import * as anchor from "@coral-xyz/anchor";
import { Program } from "@coral-xyz/anchor";
import { BasicStorage } from "../target/types/basic_storage";
describe("basic_storage", () => {
anchor.setProvider(anchor.AnchorProvider.env());
const program = anchor.workspace.BasicStorage as Program<BasicStorage>;
it("Is initialized!", async () => {
const seeds = []
const [myStorage, _bump] = anchor.web3.PublicKey.findProgramAddressSync(seeds, program.programId);
console.log("the storage account address is", myStorage.toBase58());
await program.methods.initialize().accounts({ myStorage: myStorage }).rpc();
});
});
地址预测
Solana 要求预先指定交互账户,findProgramAddressSync 根据程序 ID 和 seeds 计算 myStorage 地址,类似以太坊的 CREATE2(但无需字节码)。
账户不可重复初始化,Anchor 内置保护机制。测试重复调用:
it("Is initialized!", async () => {
const seeds = [];
const [myStorage, _bump] = anchor.web3.PublicKey.findProgramAddressSync(seeds, program.programId);
await program.methods.initialize().accounts({ myStorage }).rpc();
await program.methods.initialize().accounts({ myStorage }).rpc();// 将失败
});
第二次调用会抛出错误,避免数据被意外覆盖。
测试重置
本地验证器保留账户状态,需运行 solana-test-validator --reset 重置,否则重复测试会失败。
对以太坊开发者而言,账户初始化可能显得陌生,但在 Solana 中是基础操作。后续教程将覆盖读写与删除账户,熟悉此模式后将变得自然。
【笔记配套代码】 https://github.com/0xE1337/rareskills_evm_to_solana 【参考资料】 https://learnblockchain.cn/column/119 https://www.rareskills.io/solana-tutorial
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