كيفية تنفيذ استراتيجيات تحسين الغازات الصلبة - كريبتوبوليتان

يعد تحسين الغاز الصلب أمرًا بالغ الأهمية لتطوير العقود المبتكرة على سلسلة Ethereum blockchain. يشير الغاز إلى الجهد الحسابي المطلوب لتنفيذ العمليات ضمن عقد ذكي. نظرًا لأن الغاز يُترجم مباشرة إلى رسوم المعاملات ، فإن تحسين استخدام الغاز أمر ضروري لتقليل التكاليف وتحسين الكفاءة الإجمالية للعقود الذكية.

في هذا السياق ، تقدم Solidity ، لغة البرمجة المستخدمة في عقود Ethereum الذكية ، تقنيات مختلفة وأفضل الممارسات لتحسين الغاز. تتضمن هذه التقنيات التفكير بعناية في تصميم العقد وتخزين البيانات وتنفيذ الكود لتقليل استهلاك الغاز.

من خلال تنفيذ استراتيجيات تحسين الغاز ، يمكن للمطورين تحسين أداء وفعالية تكلفة عقودهم الذكية بشكل كبير. يمكن أن يشمل ذلك استخدام أنواع البيانات وهياكل التخزين المناسبة ، وتجنب العمليات الحسابية غير الضرورية ، والاستفادة من أنماط تصميم العقود ، واستخدام وظائف مدمجة مصممة خصيصًا لتحسين الغاز.

ما هو Solidity؟

Solidity هي لغة برمجة موجهة للكائنات مصممة بشكل صريح لإنشاء عقود ذكية على منصات blockchain المختلفة ، مع اعتبار Ethereum هدفها الأساسي. قام كل من كريستيان ريتويسنر وأليكس بيريجسزي والمساهمين الأساسيين السابقين في إيثريوم بتطويره. يتم تنفيذ برامج Solidity على جهاز Ethereum Virtual Machine (EVM).

إحدى الأدوات الشائعة للعمل مع Solidity هي Remix ، وهي بيئة تطوير متكاملة (IDE) قائمة على مستعرض الويب تتيح للمطورين كتابة ونشر وتشغيل عقود Solidity الذكية. يوفر Remix واجهة سهلة الاستخدام وميزات قوية لاختبار وتصحيح كود Solidity.

يجمع عقد Solidity بين الكود (الوظائف) والبيانات (الحالة) المخزنة في عنوان محدد على blockchain Ethereum. يسمح للمطورين بإنشاء ترتيبات لمختلف التطبيقات ، بما في ذلك أنظمة التصويت ، ومنصات التمويل الجماعي ، والمزادات العمياء ، والمحافظ متعددة التوقيعات ، والمزيد.

تتأثر بنية Solidity وميزاتها بلغات البرمجة الشائعة مثل JavaScript و C ++ ، مما يجعلها في متناول المطورين ذوي الخبرة البرمجية السابقة نسبيًا. إن قدرتها على فرض القواعد وتنفيذ الإجراءات بشكل مستقل ، دون الاعتماد على الوسطاء ، تجعل من Solidity لغة قوية لبناء التطبيقات اللامركزية (DApps) على منصات blockchain.

ما هو بالضبط تحسين الغاز والغاز في Solidity؟

يعتبر الغاز مفهومًا أساسيًا في Ethereum ، حيث يعمل كوحدة قياس للجهد الحسابي المطلوب لأداء العمليات داخل الشبكة. تستهلك كل عملية في عقد ذكي لشركة Solidity كمية معينة من الغاز ، ويحدد إجمالي الغاز المستهلك رسوم المعاملة التي يدفعها منشئ العقد. يتضمن تحسين الغاز الصلبة تقنيات لتقليل استهلاك الغاز لرمز العقد الذكي ، مما يجعل تنفيذه أكثر فعالية من حيث التكلفة.

من خلال تحسين استخدام الغاز ، يمكن للمطورين تقليل رسوم المعاملات وتحسين أداء العقد وجعل تطبيقاتهم أكثر كفاءة. تركز تقنيات تحسين الغاز في Solidity على تقليل التعقيد الحسابي ، والقضاء على العمليات الزائدة عن الحاجة ، وتحسين تخزين البيانات. يعد استخدام هياكل البيانات ذات الكفاءة في استخدام الغاز ، وتجنب الحسابات غير الضرورية ، وتحسين الحلقات والتكرارات ، بعض الاستراتيجيات لتقليل استهلاك الغاز.

علاوة على ذلك ، فإن تقليل المكالمات الخارجية إلى العقود الأخرى ، واستخدام أنماط Solidity الموفرة للغاز مثل الوظائف عديمة الحالة ، والاستفادة من أدوات قياس الغاز والتوصيف ، تمكن المطورين من تحسين الغاز بشكل أفضل.

من المهم مراعاة عوامل الشبكة والنظام الأساسي التي تؤثر على تكاليف الغاز ، مثل الازدحام وترقيات النظام الأساسي ، لتكييف استراتيجيات تحسين الغاز وفقًا لذلك.

يعد تحسين الغازات الصلبة عملية تكرارية تتطلب تحليلًا واختبارًا وصقلًا دقيقًا. من خلال استخدام هذه التقنيات وأفضل الممارسات ، يمكن للمطورين جعل عقود Solidity الذكية أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية ، وتعزيز الكفاءة الكلية لتطبيقاتهم وفعالية التكلفة على شبكة Ethereum.

ما هي رسوم الغاز المشفر؟

رسوم الغاز المشفر هي رسوم معاملات خاصة بلوكشين العقد الذكي ، مع كون Ethereum المنصة الرائدة لتقديم هذا المفهوم. ومع ذلك ، فإن العديد من سلاسل blockchain الأخرى من الطبقة الأولى ، مثل Solana و Avalanche و Polkadot ، قد اعتمدت أيضًا رسومًا على الغاز. يدفع المستخدمون هذه الرسوم لتعويض المدققين عن تأمين الشبكة.

يتم تقديم نفقات الغاز المقدرة للمستخدمين قبل تأكيد المعاملات عند التفاعل مع شبكات blockchain هذه. على عكس رسوم المعاملات القياسية ، يتم دفع رسوم الغاز باستخدام العملة المشفرة الأصلية من blockchain المعنية. على سبيل المثال ، يتم تسوية رسوم غاز Ethereum في ETH ، بينما يتطلب Solana blockchain استخدام الرموز المميزة SOL لدفع ثمن المعاملات.

سواء كان إرسال ETH إلى صديق ، أو إصدار NFT ، أو استخدام خدمات DeFi مثل التبادلات اللامركزية ، فإن المستخدمين مسؤولون عن دفع رسوم الغاز المرتبطة. تعكس هذه الرسوم الجهد الحسابي المطلوب لتنفيذ العملية المرغوبة على blockchain ، وهي تساهم بشكل مباشر في تحفيز المدققين على مشاركتهم في الشبكة وجهودهم الأمنية.

تقنيات تحسين الغازات الصلبة

تهدف تقنيات تحسين الغازات الصلبة إلى تقليل استهلاك الغاز لرمز العقد الذكي المكتوب بلغة برمجة Solidity.

من خلال استخدام هذه التقنيات ، يمكن للمطورين تقليل تكاليف المعاملات وتحسين أداء العقد وجعل تطبيقاتهم أكثر كفاءة. فيما يلي بعض تقنيات تحسين الغاز المستخدمة بشكل شائع في Solidity:

يعد التعيين أرخص من المصفوفات في معظم الحالات

تقدم Solidity ديناميكية مثيرة بين التعيينات والمصفوفات فيما يتعلق بتحسين الغاز. في جهاز Ethereum Virtual Machine (EVM) ، تكون التعيينات بشكل عام أرخص من المصفوفات. وذلك لأن المجموعات يتم تخزينها كتخصيصات منفصلة في الذاكرة ، بينما يتم تخزين التعيينات بشكل أكثر كفاءة.

يمكن تجميع المصفوفات في Solidity ، مما يسمح بتجميع المزيد من العناصر الثانوية مثل uint8 لتحسين التخزين. ومع ذلك ، لا يمكن تحميل التعيينات. على الرغم من أن المجموعات قد تتطلب المزيد من الغاز لعمليات مثل استرجاع الطول أو تحليل جميع العناصر ، فإنها توفر المزيد من المرونة في سيناريوهات محددة.

في الحالات التي تحتاج فيها إلى الوصول إلى طول مجموعة أو التكرار عبر جميع العناصر ، قد يُفضل المصفوفات ، حتى إذا كانت تستهلك المزيد من الغاز. على العكس من ذلك ، تتفوق التعيينات في السيناريوهات التي تتطلب عمليات بحث مباشرة عن قيمة المفتاح ، لأنها توفر تخزينًا واسترجاعًا فعالين.

يتيح فهم ديناميكيات الغاز بين التعيينات والمصفوفات في Solidity للمطورين اتخاذ قرارات مستنيرة عند تصميم العقود ، وتحقيق التوازن بين تحسين الغاز والمتطلبات المحددة لحالة الاستخدام الخاصة بهم.

قم بتعبئة المتغيرات الخاصة بك

في Ethereum ، يتم حساب تكلفة الغاز لاستخدام التخزين بناءً على عدد فتحات التخزين المستخدمة. يبلغ حجم كل فتحة تخزين 256 بت ، ويتعامل مترجم Solidity والمحسن تلقائيًا مع تعبئة المتغيرات في هذه الفتحات. هذا يعني أنه يمكنك حزم متغيرات متعددة في فتحة تخزين واحدة ، مما يؤدي إلى تحسين استخدام التخزين وتقليل تكاليف الغاز.

للاستفادة من التعبئة ، يجب أن تعلن عن المتغيرات القابلة للتعبئة على التوالي في كود Solidity الخاص بك. سوف يتعامل المحسن والمترجم تلقائيًا مع ترتيب هذه المتغيرات داخل فتحات التخزين ، مما يضمن استخدامًا فعالًا للمساحة.

من خلال تجميع المتغيرات معًا ، يمكنك تقليل عدد فتحات التخزين المستخدمة ، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الغاز لعمليات التخزين في عقودك الذكية.

يمكن أن يؤثر فهم مفهوم التعبئة والاستفادة منها بشكل فعال على كفاءة الغاز في كود Solidity الخاص بك. من خلال تعظيم الاستفادة من فتحات التخزين وتقليل تكاليف الغاز لعمليات التخزين ، يمكنك تحسين الأداء والفعالية من حيث التكلفة لعقود Ethereum الذكية الخاصة بك.

تقليل المكالمات الخارجية

في Solidity ، يتطلب استدعاء عقد خارجي كمية كبيرة من الغاز. لتحسين استهلاك الغاز ، يوصى بدمج استرجاع البيانات عن طريق استدعاء وظيفة تقوم بإرجاع جميع البيانات المطلوبة بدلاً من إجراء مكالمات منفصلة لكل عنصر بيانات.

في حين أن هذا النهج قد يختلف عن ممارسات البرمجة التقليدية في لغات أخرى ، فإنه يثبت أنه قوي للغاية في Solidity.

تم تحسين كفاءة الغاز من خلال تقليل عدد مكالمات العقود الخارجية واسترداد نقاط بيانات متعددة في مكالمة وظيفة واحدة ، مما يؤدي إلى عقود ذكية فعالة من حيث التكلفة وفعالة.

uint8 ليس دائمًا أرخص من uint256

تعالج آلة Ethereum Virtual Machine (EVM) البيانات في أجزاء 32 بايت أو 256 بت في المرة الواحدة. عند العمل مع أنواع متغيرات أصغر مثل uint8 ، يجب أن يقوم EVM أولاً بتحويلها إلى نوع uint256 الأكثر أهمية لإجراء العمليات عليها. تتكبد عملية التحويل هذه تكاليف غاز إضافية ، مما قد يجعل المرء يتساءل عن السبب وراء استخدام المزيد من المتغيرات الثانوية.

المفتاح يكمن في مفهوم التعبئة والتغليف. في Solidity ، يمكنك حزم العديد من المتغيرات الصغيرة في فتحة تخزين واحدة ، مما يحسن استخدام التخزين ويقلل من تكاليف الغاز. ومع ذلك ، إذا كنت تحدد متغيرًا منفردًا لا يمكن تعبئته مع متغيرات أخرى ، فمن الأفضل استخدام النوع uint256 بدلاً من uint8.

استخدام uint256 للمتغيرات المستقلة يتجاوز الحاجة إلى التحويلات المكلفة في EVM. على الرغم من أنه قد يبدو غير بديهي في البداية ، إلا أن هذا النهج يضمن كفاءة الغاز من خلال التوافق مع قدرات معالجة EVM. كما أنه يتيح سهولة التعبئة والتحسين عند تجميع متغيرات صغيرة متعددة.

إن فهم هذا الجانب من EVM وفوائد التعبئة في Solidity يمكّن المطورين من اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار الأنواع المتغيرة. من خلال النظر في تكاليف الغاز للتحويلات والاستفادة من فرص التعبئة ، يمكن للمطورين تحسين استهلاك الغاز وتعزيز كفاءة عقودهم الذكية على شبكة Ethereum.

استخدم بايت 32 بدلاً من سلسلة / بايت

في Solidity ، عندما يكون لديك بيانات يمكن احتواؤها في حدود 32 بايت ، يوصى باستخدام نوع بيانات بايت 32 بدلاً من بايت أو سلاسل. هذا لأن المتغيرات ذات الحجم الثابت ، مثل بايت 32 ، أرخص بكثير في تكاليف الغاز من الأنواع متغيرة الحجم.

باستخدام بايت 32 ، تتجنب تكاليف الغاز الإضافية المرتبطة بأنواع متغيرة الحجم ، مثل البايت أو السلاسل ، التي تتطلب تخزينًا وعمليات حسابية إضافية. تتعامل Solidity مع المتغيرات ذات الحجم الثابت كفتحة تخزين واحدة ، مما يسمح بتخصيص ذاكرة أكثر كفاءة وتقليل استهلاك الغاز.

يعد تحسين تكاليف الغاز من خلال استخدام متغيرات ثابتة الحجم أحد الاعتبارات المهمة عند تصميم عقود ذكية في Solidity. من خلال اختيار أنواع البيانات المناسبة بناءً على حجم البيانات التي تعمل بها ، يمكنك تقليل استخدام الغاز وتحسين الفعالية والتكلفة الإجمالية لعقودك.

استخدم معدِّلات الوظائف الخارجية

في Solidity ، عندما تحدد وظيفة عامة يمكن استدعاؤها من خارج العقد ، يتم نسخ معلمات الإدخال الخاصة بهذه الوظيفة تلقائيًا في الذاكرة وتكبد تكاليف الغاز.

ومع ذلك ، إذا كان من المفترض أن يتم استدعاء العملية خارجيًا ، فمن المهم تمييزها على أنها "خارجية" في الكود. من خلال القيام بذلك ، لا يتم نسخ معلمات الوظيفة في الذاكرة ولكن تتم قراءتها مباشرة من بيانات المكالمة.

هذا التمييز مهم لأنه إذا كانت وظيفتك تحتوي على معلمات إدخال كبيرة ، فإن تمييزها على أنها "خارجية" يمكن أن يوفر قدرًا كبيرًا من الغاز. من خلال تجنب نسخ المعلمات في الذاكرة ، يمكنك تحسين استهلاك الغاز لعقودك الذكية.

تُعد تقنية التحسين هذه مفيدة في السيناريوهات التي يُقصد من خلالها استدعاء الوظيفة خارجيًا ، مثل عند التفاعل مع عقد من عقد آخر أو تطبيق خارجي. يمكن أن تؤدي تعديلات رمز Solidity الصغيرة هذه إلى توفير ملحوظ في الغاز ، مما يجعل الترتيبات الخاصة بك أكثر فعالية من حيث التكلفة وفعالية.

استخدم قاعدة ماس كهربائى لصالحك

في Solidity ، عند استخدام عوامل فصل ومترابطة في التعليمات البرمجية الخاصة بك ، يمكن أن يؤثر الترتيب الذي تضع فيه الوظائف على استخدام الغاز. من خلال فهم كيفية عمل هؤلاء المشغلين ، يمكنك تحسين استهلاك الغاز.

عند استخدام الفصل ، يتم تقليل استخدام الغاز لأنه إذا تم تقييم الوظيفة الأولى على صواب ، فلن يتم تنفيذ الوظيفة الثانية. هذا يوفر الغاز عن طريق تجنب الحسابات غير الضرورية. من ناحية أخرى ، بالاقتران ، إذا تم تقييم الوظيفة الأولى على خطأ ، يتم تخطي الوظيفة الثانية بالكامل ، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الغاز بشكل أكبر.

لتقليل تكاليف الغاز ، يوصى بترتيب الوظائف بشكل صحيح ، ووضع الدور الأكثر احتمالاً للنجاح أولاً في التشغيل أو الجزء الأكثر احتمالاً للفشل. هذا يقلل من فرص الاضطرار إلى تقييم الوظيفة الثانية ويؤدي إلى توفير الغاز.

في Solidity ، يمكن تعبئة العديد من المتغيرات الصغيرة في فتحات التخزين ، مما يحسن استخدام التخزين. ومع ذلك ، إذا كان لديك متغير واحد لا يمكن دمجه مع متغيرات أخرى ، فمن الأفضل استخدام uint256 بدلاً من uint8. يضمن ذلك كفاءة الغاز من خلال التوافق مع إمكانيات معالجة Ethereum Virtual Machine.

وفي الختام

تعتبر Solidity فعالة للغاية في تحقيق معاملات فعالة من حيث التكلفة عند التعامل مع العقود الخارجية. يمكن تحقيق ذلك من خلال استخدام قاعدة الدائرة القصيرة ، وتعبئة متغيرات صغيرة متعددة في فتحات تخزين ، ودمج استرجاع البيانات عن طريق استدعاء وظيفة واحدة تقوم بإرجاع جميع البيانات الضرورية.

يمكن للبنوك المركزية أيضًا استخدام تقنيات تحسين الغاز لتقليل تكاليف المعاملات وتعزيز الأداء العام للعقود الذكية. من خلال الاهتمام باستراتيجيات تحسين الغاز الخاصة بـ Solidity ، يمكن للمطورين ضمان التنفيذ الفعال والاقتصادي لتفاعلاتهم التعاقدية المبتكرة. من خلال دراسة هذه التقنيات وتنفيذها بعناية ، يمكن للمستخدمين الاستفادة من الاستخدام الأمثل للغاز والمعاملات الناجحة.

يعد تحسين استهلاك الغاز في Solidity أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق معاملات فعالة من حيث التكلفة وتفاعلات تعاقدية مبتكرة. من خلال استخدام قاعدة ماس كهربائى ، وتعبئة متغيرات صغيرة متعددة في فتحات تخزين ، ودمج استرجاع البيانات مع استدعاءات وظيفة واحدة ، يمكن للمستخدمين استخدام تقنيات تحسين الغاز التي تضمن التنفيذ الفعال والاقتصادي لعقودهم.

يمكن للبنوك المركزية أيضًا الاستفادة من هذه الاستراتيجيات لتقليل تكاليف المعاملات وتحسين أداء عقودها الذكية. يمكن للمطورين ضمان الاستخدام الأمثل للغاز والمعاملات الناجحة من خلال النظر في هذه الاستراتيجيات الخاصة بـ Solidity.