编写更低成本的合约：开发者Gas优化指南

图片由 Giorgio Trovato 拍摄于 Unsplash

以太坊上的每次计算、存储访问和数据传输都会产生 gas 成本，这直接影响用户费用和合约性能。

本文总结了 Udemy 的课程 “Advanced Solidity: Understanding and Optimizing Gas Costs”，涵盖了费用机制、calldata 与 memory 的区别、变量打包和编译器优化。

应用这些技术，每次交易可以节省数千个 gas 单位，并使你的合约更精简、更快且更经济高效。

1. 以太坊费用如何运作

1.1 交易费用计算

以太坊交易费用很简单：

Gas used × Gas price (in gwei)

这决定了将你的交易包含在区块中需要支付多少 ETH。

1.2 区块 Gas Limit

每个区块都限制了总 gas 使用量——目前在主网上约为 25-30 百万——从而平衡了吞吐量（更多交易）与去中心化（更快的区块传播）。

1.3 EIP-1559 机制

自从伦敦硬分叉以来，费用分为：

• Base fee（被销毁，调整至 15 M gas 目标）
• Priority fee（给验证者的 Tip）

用户通过 maxFeePerGas 和 maxPriorityFeePerGas 出价来控制成本和包含速度。

2. 节省 Gas 的五个关键领域

优化分为合约生命周期的五个阶段。专注于每个阶段都可以带来巨大的节省：

2.1 部署时

• 缩小字节码：删除死代码，标记常量/immutable
• 利用库：通过 delegatecall 复用链下通用代码
• 优化编译器：为热路径合约设置更高的 --optimize-runs

2.2 计算期间

• Unchecked arithmetic：将安全计算包装在 unchecked { … } 中以跳过溢出检查
• Custom errors：使用 error MyError(); 而不是 require("…") 字符串来减少字节

2.3 交易数据

• Pack parameters：使用更小的类型和 abi.encodePacked 来降低 calldata 成本（4 gas/零字节，16 gas/非零字节）
• Prefer calldata：对于外部函数来说，它是 immutable 且零拷贝的

2.4 内存管理

• Minimize growth：每个 32 字节的字花费 3 gas，在 724 字节后有二次附加费
• Reuse buffers：避免在循环中重复的内存扩展

2.5 存储操作

• Slot packing：将小变量分组到一个 256 位插槽中
• Use refunds：删除存储（例如 delete mapping[key]）可产生高达 50% 的 gas 退款
• Constants & immutables：将不变的值存储在链下或字节码中

3. 高级 Gas 节省技巧

3.1 Payable vs Non-Payable

一个 non-payable 函数隐式地检查 msg.value == 0。如果你不需要拒绝 ETH 转账，将其标记为 payable 可以通过跳过该检查来节省 gas。

3.2 Intrinsic Gas

每笔交易都会产生 21 000 gas 的基本成本，包括签名检查、RLP 编码和共识验证。低于此限制的交易将被拒绝。

3.3 编译器标志 (--optimize-runs)

• 1-10 runs：最小的字节码（适用于很少使用的合约）
• 200 (default)：平衡
• 1000+ runs：优化的执行（非常适合热路径合约）

3.4 Gas 成本规则一览

• SSTORE zero→non-zero：20 000 gas
• SSTORE non-zero→non-zero：5 000 gas
• First storage read：+2 100 gas；后续：+100 gas

3.5 Bitwise Operations

• Bit shifts（SHL/SHR）花费 3 gas，而 MUL/DIV 花费 5 gas，这使得它们成为 2 的幂的理想选择。

3.6 Comparison Operators

严格的 </> 操作码花费 3 gas；<=/>= 增加一个额外的 ISZERO，大约 6 gas。 尽可能使用严格的比较。

4. 整合在一起

通过分层应用这些技术——优化你的数据布局、使用正确的内存模型、选择高效的操作码以及调整编译器设置——你可以显著降低每笔交易的 gas 成本。随着以太坊的不断发展，掌握 gas 不仅对于今天为用户省钱至关重要，而且对于构建未来的高性能 DApp 至关重要。

更多阅读和资源

• Solidity Official Docs
• Ethereum Yellow Paper
• EVM Opcode List
• Udemy: Advanced Solidity Course
• Solidity Gas Optimizations Cheat Sheet

关于作者和作品集

大家好！我是 Milad，一位 Solidity 爱好者，痴迷于从你的合约中榨取每一个 gas 单位。当我不争论 unchecked 块的哲学含义时，你可以在我的作品集中找到我的作品和项目：

sg-milad.github.io

• 原文链接： coinsbench.com/write-che...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～