Solidity Gas Optimization: Understanding how EVM works can save you gas

Bloqarl · 2023-05-18T06:16:36.000Z

You might have come across some Solidity tips to improve your code skills in order to save some gas, but, today I want to focus more on how understanding the Ethereum Virtual Machine can effectively save you gas costs on your smart contracts. Since we are going to dive into Ethereum, I am going to leave here the snippet of its Yellow Paper which specifies the gas costs of the opcodes, and during the article we will be referring to them. Tip #1: Cold access VS warm access Gcoldsload: 2100 gas Gwarmaccess: 100 gas There we have our first OPCODES, the first one is specifying how much it costs to access a variable for the first time (or cold access) while the second one specifies how much it costs to access the variable a second time and further (warm access). As you can see the difference in price is quite big, so understanding this can make a big difference in the costs of your smart contract’s transactions. Let’s see an example. Caching the data inside a function in Solidity can result in lower gas usage, even if it needs more lines of code. In this case, it is by switching the location of the array and instead of using it from storage and hence cold accessing it every time in the loop, it stores the array in memory where is cheaper to access it. Tip #2: Zero vs non-zero values and gas refunds Gsset = 20,000 gas Rsclear = {discount on execution price} Changing a value from 0 to non-zero on the Ethereum blockchain is expensive as we see in the price of Gsset, but changing a value from non-zero to 0, can give you a refund in gas value as per the opcode Rsclear. In order to not take advantage of the refund, it is established that you can only get refunded by up to a maximum of 20% of the total transaction cost. You can find such a scenario in a very common scenario on blockchain, which is updating the balance of addresses in smart contracts. Let’s see an example of each: In the first example ZeroToNonZero contract, non-zero to non-zero (5,000 gas*) + zero to non-zero (20,000 gas) = 25,000 gas In the second example NonZeroToZero contract, Non-zero to zero (5,000 gas*) + zero to non-zero (20,000 gas) — Refund (4,800 gas) = 21,200 gas *2,100 (Gcolssload) + 2,900 (Gsreset) = 5,000 gas Tip #3: Order of state variables matter The Storage is like a key-value data structure that holds the state variables values of a Solidity smart contract. You can think of storage as an array which will help to visualize this. Each space in this storage “array” is called a slot and holds 32 bytes (256 bits) of data and each state variable declared in the smart contract will occupy a slot depending on its declaration position and its type. Not all data types take all the 32 bytes of each slot as there are some data types (bool, uint8, address…) that take less than that. The trick here is that if two/three or more variables together are 32 bytes or less, solidity’s compiler will try to pack them together in a single slot, but these variables need to be defined next to each other. Here we are using the data types bool (1 byte), address (20 bytes), and uint256 (32 bytes). So, knowing the size of these variables you can easily understand that in the first example in the TwoSlots contract since we have bool and address together (1 + 20 = 21 bytes, which is less than 32 bytes) they will occupy one slot. On the ThreeSlots contract since bool and uint256 cannot be in the same slot (1 + 32 = 33 bytes, which is bigger than the slot capacity) in total we will be using three slots. Now, why is this so important? SLOAD opcode costs 2100 gas and it is used to read from Storage slots, so if you can store the variables in fewer slots, you will end up saving some gas. Tip #4: uint256 is cheaper than uint8 We have learned in tip #3, that uint256 (256 bits = 32 bytes) occupies by itself a slot and we have learned as well that uint8 is less than 32 bytes. So, while it is kind of straightforward that 8 bits are smaller than 256 bits, how come uint256 is cheaper? In order to understand that it is important to know that if a variable does not fill itself the whole slot and if this slot is not filled by any other variable, the EVM is going to fill the rest of the remaining bits with “0”s in order to be able to manipulate it. This “0” addition performed by the EVM will cost gas, meaning that in order to save transaction gas, it is better to use uint256 instead of uint8. __________________ Hopefully, while finding out about these tips to reduce the gas costs in your smart contracts you have learned as well a bit of how the EVM works. __________________ Twitter @TheBlockChainer to find more daily updates about Smart Contracts, Web3 Security, Solidity, Auditing smart contracts, and more. __________________

﻿
S-ar putea să fi întâlnit câteva sfaturi Solidity pentru a vă îmbunătăți abilitățile de codare, pentru a economisi puțin benzină, dar astăzi vreau să mă concentrez mai mult pe modul în care înțelegerea Mașinii Virtuale Ethereum vă poate economisi efectiv costurile de gaz pentru contractele inteligente.
Deoarece ne vom scufunda în Ethereum, voi lăsa aici fragmentul din Hârtia sa galbenă care specifică costurile de gaz ale codurilor operaționale, iar pe parcursul articolului ne vom referi la ele.
﻿
Sfat #1: Acces la rece VS acces caldGcodsload: 2100 gaz
Gwarmaccess: 100 gaz
Acolo avem primul nostru OPCODE, primul specifică cât costă accesarea unei variabile pentru prima dată (sau acces la rece), în timp ce al doilea specifică cât costă accesarea variabilei a doua oară și mai departe (acces cald ). După cum puteți vedea, diferența de preț este destul de mare, așa că înțelegerea acestui lucru poate face o mare diferență în costurile tranzacțiilor contractului dvs. inteligent. Să vedem un exemplu.
﻿
﻿
Memorarea în cache a datelor în interiorul unei funcții în Solidity poate duce la o utilizare mai mică a gazului, chiar dacă are nevoie de mai multe linii de cod. În acest caz, este prin schimbarea locației matricei și, în loc să o folosească din stocare și, prin urmare, accesarea la rece de fiecare dată în buclă, stochează matricea în memorie unde este mai ieftin să o accesați.
Sfat nr. 2: valori zero vs non-zero și rambursări de gazGsset = 20.000 de gaz
Rsclear = {reducere la prețul de execuție}
Schimbarea unei valori de la 0 la 0 pe blockchain-ul Ethereum este costisitoare, așa cum vedem în prețul Gsset, dar schimbarea unei valori de la 0 la 0 vă poate oferi o rambursare a valorii gazului conform codului operațional Rsclear. Pentru a nu profita de rambursare, se stabilește că poți fi rambursat doar cu maximum 20% din costul total al tranzacției.
Puteți găsi un astfel de scenariu într-un scenariu foarte comun pe blockchain, care este actualizarea balanței adreselor din contractele inteligente. Să vedem un exemplu pentru fiecare:
﻿
﻿
În primul exemplu de contract ZeroToNonZero, de la zero la non-zero (5.000 de gaz*) + zero la non-zero (20.000 de gaz) = 25.000 de gaz
În al doilea exemplu de contract NonZeroToZero, De la zero la zero (5.000 de gaz*) + de la zero la zero (20.000 de gaz) — Rambursare (4.800 de gaz) = 21.200 de gaz
*2.100 (Gcolssload) + 2.900 (Gsreset) = 5.000 de gaz
Sfatul #3: Ordinea variabilelor de stare conteazăStocarea este ca o structură de date cheie-valoare care deține valorile variabilelor de stare ale unui contract inteligent Solidity.
Vă puteți gândi la stocare ca la o matrice care vă va ajuta să vizualizați acest lucru. Fiecare spațiu din această „matrice” de stocare se numește slot și deține 32 de octeți (256 de biți) de date și fiecare variabilă de stare declarată în contractul inteligent va ocupa un slot în funcție de poziția sa de declarare și de tipul său.
Nu toate tipurile de date iau toți cei 32 de octeți ai fiecărui slot, deoarece există unele tipuri de date (bool, uint8, adresa...) care iau mai puțin de atât.
Trucul aici este că, dacă două/trei sau mai multe variabile împreună au 32 de octeți sau mai puțin, compilatorul Solidity va încerca să le împacheteze într-un singur slot, dar aceste variabile trebuie definite una lângă cealaltă.
﻿
﻿
Aici folosim tipurile de date bool (1 octet), adresă (20 de octeți) și uint256 (32 de octeți). Deci, cunoscând dimensiunea acestor variabile, puteți înțelege cu ușurință că în primul exemplu din contractul TwoSlots, deoarece avem bool și adresa împreună (1 + 20 = 21 octeți, adică mai puțin de 32 octeți), acestea vor ocupa un singur slot. Pe contractul ThreeSlots, deoarece bool și uint256 nu pot fi în același slot (1 + 32 = 33 de octeți, care este mai mare decât capacitatea slotului), în total vom folosi trei sloturi.
Acum, de ce este asta atât de important?
SLOAD opcode costă 2100 de benzină și este folosit pentru a citi din sloturile de stocare, așa că, dacă puteți stoca variabilele în mai puține sloturi, veți ajunge să economisiți puțin combustibil.
Sfat #4: uint256 este mai ieftin decât uint8Am aflat în sfatul#3că uint256 (256 de biți = 32 de octeți) ocupă singur un slot și am aflat, de asemenea, că uint8 este mai puțin de 32 de octeți. Deci, deși este destul de simplu că 8 biți sunt mai mici decât 256 de biți, cum de uint256 este mai ieftin?
Pentru a înțelege că este important să știți că, dacă o variabilă nu umple ea însăși întregul slot și dacă acest slot nu este umplut de nicio altă variabilă, EVM-ul va umple restul biților rămași cu „0”-uri. pentru a-l putea manipula.
Această adăugare „0” efectuată de EVM va costa gaz, ceea ce înseamnă că, pentru a economisi gazul tranzacției, este mai bine să utilizați uint256 în loc de uint8.
__________________
Sperăm că, în timp ce aflați despre aceste sfaturi pentru a reduce costurile cu gazul în contractele dvs. inteligente, ați învățat, de asemenea, puțin despre cum funcționează EVM.
__________________
Twitter @TheBlockChainer pentru a găsi mai multe actualizări zilnice despre Smart Contracts, Web3 Security, Solidity, Auditing smart contracts și multe altele.
__________________

Optimizarea solidității gazului: înțelegerea modului în care funcționează EVM vă poate economisi gaz

Sfat #1: Acces la rece VS acces cald

Sfat nr. 2: valori zero vs non-zero și rambursări de gaz

Sfatul #3: Ordinea variabilelor de stare contează

Sfat #4: uint256 este mai ieftin decât uint8

Explorați mai multe de la acest creator

Ultimele știri