نحوه اجرای استراتژی های بهینه سازی گاز جامد - Cryptopolitan

بهینه سازی گاز جامد برای توسعه قراردادهای نوآورانه در بلاک چین اتریوم حیاتی است. گاز به تلاش محاسباتی مورد نیاز برای اجرای عملیات در یک قرارداد هوشمند اشاره دارد. از آنجایی که گاز مستقیماً به کارمزد معاملات ترجمه می شود، بهینه سازی مصرف گاز برای به حداقل رساندن هزینه ها و بهبود کارایی کلی قراردادهای هوشمند ضروری است.

در این زمینه، Solidity، زبان برنامه‌نویسی مورد استفاده برای قراردادهای هوشمند اتریوم، تکنیک‌ها و بهترین روش‌ها را برای بهینه‌سازی گاز ارائه می‌کند. این تکنیک ها شامل در نظر گرفتن دقیق طراحی قرارداد، ذخیره سازی داده ها و اجرای کد برای کاهش مصرف گاز است.

با اجرای استراتژی های بهینه سازی گاز، توسعه دهندگان می توانند به طور قابل توجهی عملکرد و مقرون به صرفه بودن قراردادهای هوشمند خود را افزایش دهند. این می تواند شامل استفاده از انواع داده ها و ساختارهای ذخیره سازی مناسب، اجتناب از محاسبات غیر ضروری، استفاده از الگوهای طراحی قرارداد و استفاده از توابع داخلی که به طور خاص برای بهینه سازی گاز طراحی شده اند باشد.

Solidity چیست؟

Solidity یک زبان برنامه نویسی شی گرا است که به صراحت برای ایجاد قراردادهای هوشمند در پلتفرم های مختلف بلاک چین طراحی شده است و اتریوم هدف اصلی آن است. Christian Reitwiessner، Alex Beregszaszi و همکاران پیشین هسته Ethereum آن را توسعه دادند. برنامه های Solidity بر روی ماشین مجازی اتریوم (EVM) اجرا می شوند.

یکی از ابزارهای محبوب برای کار با Solidity Remix است، یک محیط توسعه یکپارچه مبتنی بر مرورگر وب (IDE) که به توسعه دهندگان اجازه می دهد قراردادهای هوشمند Solidity را بنویسند، مستقر کنند و اجرا کنند. Remix یک رابط کاربر پسند و ویژگی های قدرتمند برای تست و اشکال زدایی کد Solidity ارائه می دهد.

قرارداد Solidity کد (توابع) و داده ها (وضعیت) ذخیره شده در یک آدرس خاص در بلاک چین اتریوم را ترکیب می کند. این به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا ترتیباتی را برای برنامه های مختلف از جمله سیستم های رای گیری، پلتفرم های تامین مالی جمعی، حراج های کور، کیف پول های چند امضایی و موارد دیگر ایجاد کنند.

نحو و ویژگی های Solidity تحت تأثیر زبان های برنامه نویسی محبوب مانند جاوا اسکریپت و ++C قرار گرفته است، و آن را برای توسعه دهندگان با تجربه برنامه نویسی قبلی نسبتاً در دسترس قرار می دهد. توانایی آن در اجرای قوانین و اجرای اقدامات به صورت مستقل، بدون تکیه بر واسطه ها، Solidity را به زبانی قدرتمند برای ساخت برنامه های غیرمتمرکز (DApps) در پلتفرم های بلاک چین تبدیل می کند.

دقیقاً بهینه سازی گاز و گاز در Solidity چیست؟

گاز یک مفهوم اساسی در اتریوم است که به عنوان واحد اندازه گیری تلاش محاسباتی مورد نیاز برای انجام عملیات درون شبکه عمل می کند. هر فرآیند در قرارداد هوشمند Solidity مقدار معینی گاز مصرف می‌کند و کل گاز مصرف‌شده، کارمزد معامله پرداخت‌شده توسط آغازگر قرارداد را تعیین می‌کند. بهینه سازی گاز جامد شامل تکنیک هایی برای کاهش مصرف گاز کد قرارداد هوشمند است که اجرای آن را مقرون به صرفه تر می کند.

با بهینه سازی مصرف گاز، توسعه دهندگان می توانند کارمزد تراکنش ها را به حداقل برسانند، عملکرد قرارداد را بهبود بخشند و برنامه های خود را کارآمدتر کنند. تکنیک های بهینه سازی گاز در Solidity بر کاهش پیچیدگی محاسباتی، حذف عملیات اضافی و بهینه سازی ذخیره سازی داده ها تمرکز دارد. استفاده از ساختارهای داده کارآمد گاز، اجتناب از محاسبات غیر ضروری و بهینه سازی حلقه ها و تکرارها برخی از استراتژی ها برای کاهش مصرف گاز هستند.

علاوه بر این، به حداقل رساندن تماس های خارجی به قراردادهای دیگر، استفاده از الگوهای جامد کارآمد گاز مانند توابع بدون حالت، و استفاده از ابزارهای اندازه گیری و پروفایل گاز، توسعه دهندگان را قادر می سازد تا گاز بهتر را بهینه کنند.

در نظر گرفتن عوامل شبکه و پلت فرم موثر بر هزینه های گاز، مانند تراکم و ارتقاء پلت فرم، برای انطباق استراتژی های بهینه سازی گاز، مهم است.

بهینه سازی گاز جامد یک فرآیند تکراری است که نیاز به تجزیه و تحلیل، آزمایش و پالایش دقیق دارد. با استفاده از این تکنیک‌ها و بهترین شیوه‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند قراردادهای هوشمند Solidity خود را از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر کنند و کارایی کلی و مقرون‌به‌صرفه برنامه‌های خود را در شبکه اتریوم افزایش دهند.

هزینه های کریپتو گاز چیست؟

کارمزدهای کریپتو گاز، کارمزدهای تراکنش مخصوص بلاک چین های قراردادی هوشمند هستند که اتریوم پلتفرم پیشگام برای معرفی این مفهوم است. با این حال، امروزه بسیاری دیگر از بلاک چین های لایه 1، مانند Solana، Avalanche و Polkadot، هزینه های گاز را نیز اتخاذ کرده اند. کاربران این هزینه ها را برای جبران اعتبار دهنده ها برای ایمن سازی شبکه می پردازند.

قبل از تایید تراکنش ها هنگام تعامل با این شبکه های بلاک چین، هزینه های گاز تخمینی به کاربران ارائه می شود. برخلاف کارمزدهای تراکنش استاندارد، کارمزد گاز با استفاده از ارز رمزنگاری شده بومی بلاکچین مربوطه پرداخت می شود. به عنوان مثال، کارمزدهای گاز اتریوم در اتریوم تسویه می شود، در حالی که بلاک چین سولانا برای پرداخت تراکنش ها نیاز به استفاده از توکن های SOL دارد.

خواه ارسال ETH به یک دوست، برش NFT یا استفاده از خدمات DeFi مانند صرافی های غیرمتمرکز، کاربران مسئول پرداخت هزینه های مربوط به گاز هستند. این هزینه ها منعکس کننده تلاش محاسباتی مورد نیاز برای اجرای عملیات مورد نظر در بلاک چین هستند و مستقیماً به تشویق اعتباردهندگان برای مشارکت در شبکه و تلاش های امنیتی آنها کمک می کنند.

تکنیک های بهینه سازی گاز جامد

هدف تکنیک های بهینه سازی گاز جامد کاهش مصرف گاز کد قرارداد هوشمند نوشته شده در زبان برنامه نویسی Solidity است.

با به کارگیری این تکنیک ها، توسعه دهندگان می توانند هزینه های تراکنش را به حداقل برسانند، عملکرد قرارداد را بهبود بخشند و برنامه های خود را کارآمدتر کنند. در اینجا برخی از تکنیک های رایج بهینه سازی گاز در Solidity آورده شده است:

نگاشت در بیشتر موارد از آرایه ها ارزان تر است

Solidity یک دینامیک هیجان انگیز بین نقشه برداری ها و آرایه ها در مورد بهینه سازی گاز معرفی می کند. در ماشین مجازی اتریوم (EVM)، نگاشت ها به طور کلی ارزان تر از آرایه ها هستند. این به این دلیل است که مجموعه ها به عنوان تخصیص جداگانه در حافظه ذخیره می شوند، در حالی که نگاشت ها به طور موثرتری ذخیره می شوند.

آرایه‌های Solidity را می‌توان بسته‌بندی کرد و به عناصر جزئی بیشتری مانند uint8 اجازه می‌دهد تا برای بهینه‌سازی فضای ذخیره‌سازی گروه‌بندی شوند. با این حال، نقشه ها را نمی توان بارگیری کرد. علیرغم اینکه مجموعه هایی که به طور بالقوه به گاز بیشتری برای عملیاتی مانند بازیابی طول یا تجزیه همه عناصر نیاز دارند، انعطاف پذیری بیشتری را در سناریوهای خاص ارائه می دهند.

در مواردی که نیاز به دسترسی به طول یک مجموعه یا تکرار از طریق همه عناصر دارید، ممکن است آرایه ها ترجیح داده شوند، حتی اگر گاز بیشتری مصرف کنند. برعکس، Mappings در سناریوهایی که جستجوی مستقیم کلید-مقدار مورد نیاز است، برتری می‌یابد، زیرا ذخیره‌سازی و بازیابی کارآمدی را فراهم می‌کند.

درک دینامیک گاز بین نقشه‌برداری‌ها و آرایه‌ها در Solidity به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد هنگام طراحی قراردادها تصمیمات آگاهانه بگیرند و بهینه‌سازی گاز را با الزامات خاص مورد استفاده خود متعادل کنند.

متغیرهای خود را بسته بندی کنید

در اتریوم، هزینه گاز برای استفاده از ذخیره سازی بر اساس تعداد اسلات های ذخیره سازی استفاده شده محاسبه می شود. هر شکاف ذخیره سازی دارای اندازه 256 بیت است و کامپایلر و بهینه ساز Solidity به طور خودکار بسته بندی متغیرها را در این اسلات ها انجام می دهد. این بدان معنی است که می توانید چندین متغیر را در یک اسلات ذخیره سازی بسته بندی کنید، استفاده از ذخیره سازی را بهینه کنید و هزینه گاز را کاهش دهید.

برای استفاده از بسته بندی، باید متغیرهای packable را به صورت متوالی در کد Solidity خود اعلام کنید. کامپایلر و بهینه‌ساز به‌طور خودکار ترتیب این متغیرها را در اسلات‌های ذخیره‌سازی کنترل می‌کنند و استفاده کارآمد از فضا را تضمین می‌کنند.

با بسته بندی متغیرها در کنار هم، می توانید تعداد اسلات های ذخیره سازی مورد استفاده را به حداقل برسانید و در نتیجه هزینه گاز برای عملیات ذخیره سازی در قراردادهای هوشمند خود را کاهش دهید.

درک مفهوم بسته بندی و استفاده موثر از آن می تواند به طور قابل توجهی بر راندمان گاز کد Solidity شما تأثیر بگذارد. با به حداکثر رساندن استفاده از اسلات های ذخیره سازی و به حداقل رساندن هزینه های گاز برای عملیات ذخیره سازی، می توانید عملکرد و مقرون به صرفه بودن قراردادهای هوشمند اتریوم خود را بهینه کنید.

تماس های خارجی را کاهش دهید

در Solidity، فراخوانی قرارداد خارجی مقدار قابل توجهی گاز را به همراه دارد. برای بهینه‌سازی مصرف گاز، توصیه می‌شود که بازیابی داده‌ها را با فراخوانی تابعی که همه داده‌های مورد نیاز را برمی‌گرداند به جای فراخوانی جداگانه برای هر عنصر داده، یکپارچه کنید.

در حالی که این رویکرد ممکن است با روش های برنامه نویسی سنتی در زبان های دیگر متفاوت باشد، ثابت می کند که در Solidity بسیار قوی است.

بهره وری گاز با کاهش تعداد تماس های قرارداد خارجی و بازیابی چندین نقطه داده در یک فراخوانی واحد بهبود می یابد که منجر به قراردادهای هوشمند مقرون به صرفه و کارآمد می شود.

uint8 همیشه ارزانتر از uint256 نیست

ماشین مجازی اتریوم (EVM) داده ها را در تکه های 32 بایت یا 256 بیت در یک زمان پردازش می کند. هنگام کار با انواع متغیرهای کوچکتر مانند uint8، EVM باید ابتدا آنها را به نوع مهمتر uint256 تبدیل کند تا عملیات روی آنها انجام شود. این فرآیند تبدیل هزینه‌های گاز اضافی را متحمل می‌شود، که ممکن است دلیل استفاده از متغیرهای جزئی‌تر را زیر سوال ببرد.

کلید در مفهوم بسته بندی نهفته است. در Solidity، می‌توانید چندین متغیر کوچک را در یک اسلات ذخیره‌سازی واحد قرار دهید، استفاده از ذخیره‌سازی را بهینه کنید و هزینه‌های گاز را کاهش دهید. با این حال، اگر یک متغیر تنها را تعریف می کنید که نمی تواند با دیگران بسته شود، بهینه تر است که از نوع uint256 به جای uint8 استفاده کنید.

استفاده از uint256 برای متغیرهای مستقل نیاز به تبدیل های پرهزینه در EVM را دور می زند. اگرچه ممکن است در ابتدا غیر منطقی به نظر برسد، این رویکرد با همسویی با قابلیت‌های پردازش EVM، کارایی گاز را تضمین می‌کند. همچنین امکان بسته بندی و بهینه سازی آسان تر را هنگام گروه بندی چندین متغیر کوچک فراهم می کند.

درک این جنبه از EVM و مزایای بسته بندی در Solidity به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که هنگام انتخاب انواع متغیر تصمیمات آگاهانه بگیرند. با در نظر گرفتن هزینه های گاز تبدیل و استفاده از فرصت های بسته بندی، توسعه دهندگان می توانند مصرف گاز را بهینه کرده و کارایی قراردادهای هوشمند خود را در شبکه اتریوم افزایش دهند.

به جای رشته/بایت از bytes32 استفاده کنید

در Solidity، وقتی داده‌هایی دارید که می‌توانند در 32 بایت قرار بگیرند، توصیه می‌شود به جای بایت یا رشته از نوع داده bytes32 استفاده کنید. این به این دلیل است که متغیرهای با اندازه ثابت، مانند بایت 32، به طور قابل توجهی در هزینه گاز ارزان تر از انواع با اندازه متغیر هستند.

با استفاده از bytes32، از هزینه های گاز اضافی مرتبط با انواع با اندازه متغیر، مانند بایت ها یا رشته ها، که نیاز به ذخیره سازی و عملیات محاسباتی اضافی دارند، جلوگیری می کنید. Solidity متغیرهای با اندازه ثابت را به عنوان یک شکاف ذخیره سازی واحد در نظر می گیرد که امکان تخصیص حافظه کارآمدتر و کاهش مصرف گاز را فراهم می کند.

بهینه‌سازی هزینه‌های گاز با استفاده از متغیرهای اندازه ثابت یکی از نکات مهم در طراحی قراردادهای هوشمند در Solidity است. با انتخاب انواع داده‌های مناسب بر اساس اندازه داده‌هایی که با آنها کار می‌کنید، می‌توانید مصرف گاز را به حداقل برسانید و کارایی و کارایی کلی قراردادهای خود را بهبود ببخشید.

از اصلاح کننده های عملکرد خارجی استفاده کنید

در Solidity، وقتی یک تابع عمومی را تعریف می کنید که می تواند از خارج از قرارداد فراخوانی شود، پارامترهای ورودی آن تابع به طور خودکار در حافظه کپی می شود و هزینه گاز را متحمل می شود.

با این حال، اگر قرار است فرآیند به صورت خارجی فراخوانی شود، علامت گذاری آن به عنوان "خارجی" در کد مهم است. با انجام این کار، پارامترهای تابع در حافظه کپی نمی شوند بلکه مستقیماً از داده های تماس خوانده می شوند.

این تمایز بسیار مهم است زیرا اگر تابع شما دارای پارامترهای ورودی بزرگ است، علامت گذاری آن به عنوان "خارجی" می تواند گاز قابل توجهی را ذخیره کند. با اجتناب از کپی کردن پارامترها در حافظه، می توانید مصرف گاز قراردادهای هوشمند خود را بهینه کنید.

این تکنیک بهینه‌سازی در سناریوهایی که قرار است تابع به صورت خارجی فراخوانی شود، مفید است، مانند هنگام تعامل با قرارداد از یک قرارداد دیگر یا یک برنامه خارجی. این تغییرات جزئی کد Solidity می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجه در مصرف گاز شود و ترتیبات شما را مقرون به صرفه تر و کارآمدتر کند.

از قانون اتصال کوتاه به نفع خود استفاده کنید

در Solidity، هنگام استفاده از عملگرهای منفصل و ربط در کد خود، ترتیبی که توابع را در آن قرار می دهید می تواند بر مصرف گاز تأثیر بگذارد. با درک نحوه عملکرد این اپراتورها، می توانید مصرف گاز را بهینه کنید.

هنگام استفاده از تفکیک، مصرف گاز کاهش می یابد زیرا اگر تابع اول به درستی ارزیابی شود، تابع دوم اجرا نمی شود. این امر با اجتناب از محاسبات غیر ضروری باعث صرفه جویی در مصرف گاز می شود. از سوی دیگر، در ارتباط، اگر تابع اول به اشتباه ارزیابی شود، تابع دوم به طور کامل نادیده گرفته می‌شود و مصرف گاز را بیشتر بهینه می‌کند.

برای به حداقل رساندن هزینه‌های گاز، توصیه می‌شود عملکردها را به‌درستی سفارش دهید و نقشی را که احتمالاً موفق‌تر می‌شود، در مرحله اول قرار دهید یا قسمتی که احتمال خرابی دارد. این امر شانس ارزیابی عملکرد دوم را کاهش می دهد و منجر به صرفه جویی در گاز می شود.

در Solidity، چندین متغیر کوچک را می توان در اسلات های ذخیره سازی بسته بندی کرد و استفاده از ذخیره سازی را بهینه کرد. با این حال، اگر یک متغیر واحد دارید که نمی‌توان آن را با دیگران ادغام کرد، بهتر است به جای uint256 از uint8 استفاده کنید. این کار با همسویی با قابلیت‌های پردازش ماشین مجازی اتریوم، کارایی گاز را تضمین می‌کند.

نتیجه

Solidity برای دستیابی به معاملات مقرون به صرفه هنگام تعامل با قراردادهای خارجی بسیار مؤثر است. این را می توان با استفاده از قانون اتصال کوتاه، بسته بندی چندین متغیر کوچک در اسلات های ذخیره سازی، و ادغام بازیابی داده ها با فراخوانی یک تابع واحد که تمام داده های لازم را برمی گرداند، انجام داد.

بانک‌های مرکزی همچنین می‌توانند از تکنیک‌های بهینه‌سازی گاز برای به حداقل رساندن هزینه‌های تراکنش و افزایش عملکرد کلی قراردادهای هوشمند استفاده کنند. با توجه به استراتژی های بهینه سازی گاز مخصوص Solidity، توسعه دهندگان می توانند از اجرای کارآمد و اقتصادی تعاملات قراردادی نوآورانه خود اطمینان حاصل کنند. با بررسی دقیق و اجرای این تکنیک ها، کاربران می توانند از مصرف بهینه گاز و تراکنش های موفق بهره مند شوند.

بهینه سازی مصرف گاز در Solidity برای دستیابی به معاملات مقرون به صرفه و تعاملات قراردادی نوآورانه حیاتی است. با استفاده از قانون اتصال کوتاه، بسته‌بندی چندین متغیر کوچک در اسلات‌های ذخیره‌سازی، و یکپارچه‌سازی بازیابی داده‌ها با فراخوانی تک تابع، کاربران می‌توانند از تکنیک‌های بهینه‌سازی گاز استفاده کنند که اجرای کارآمد و اقتصادی قراردادهایشان را تضمین می‌کند.

بانک های مرکزی نیز می توانند از این استراتژی ها برای به حداقل رساندن هزینه های تراکنش و بهبود عملکرد قراردادهای هوشمند خود بهره مند شوند. توسعه دهندگان می توانند با در نظر گرفتن این استراتژی های خاص Solidity، استفاده بهینه از گاز و تراکنش های موفق را تضمین کنند.