Gas and Fees

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一个 SDK 程序的剖析 {prereq}

`Gas` and `Fees`的介绍

在 Cosmos SDK 中,gas是一种特殊的单位，用于跟踪执行期间的资源消耗。每当对储存进行读写操作的时候会消耗gas，如果要进行比较复杂的计算的话也会消耗gas。它主要有两个目的:

确保区块不会消耗太多资源而且能顺利完成。这个默认在 SDK 的 block gas meter 中保证
防止来自终端用户的垃圾消息和滥用。为此，通常会为 message 执行期间的消耗进行定价，并产生 fee(fees = gas * gas-prices)。fees 通常必须由 message 的发送者来支付。请注意，SDK 并没有强制执行对 gas 定价，因为可能会有其他的方法来防止垃圾消息(例如带宽方案)。尽管如此，大多数应用程序仍然会使用fee 方式来防止垃圾消息。这个机制通过 AnteHandler 来完成.

Gas Meter

在 Cosmos SDK 中 gas 是一种简单的 uint64 类型，被称之为 gas meter 的对象进行管理，Gas meters 实现了 GasMeter 接口

+++ 7d7821b9af/store/types/gas.go (L31-L39)

这里:

GasConsumed() 返回 GasMeter 实例中消耗的 gas 的数量
GasConsumedToLimit() 返回 GasMeter 实例消耗的 gas 数量，如果达到上限的话就返回上限
Limit() 返回 GasMeter 实例的上限，如果是 0 则表示对 gas 的数量没有限制
ConsumeGas(amount Gas, descriptor string) 消耗提供的 gas，如果 gas 溢出了，使用 descriptor 内容进行报错，如果 gas 并不是无限的，则超过限制就会报错。
IsPastLimit() 如果 gas 消耗超过了 GasMeter 的限制则返回 true，其它返回 false
IsOutOfGas() 如果 gas 消耗大于或等于了 GasMeter 的限制则返回 true，其它返回 false

GasMeter 通常保存在 ctx 中，gas 消耗的方式如下:

ctx.GasMeter().ConsumeGas(amount, "description")

通常，Cosmos SDK 使用两种不同的 GasMeter，main gas meter 和 block gas meter。

主 Gas Meter

ctx.GasMeter() 是应用程序的主 GasMeter，主 GasMeter 通过 BeginBlock 中的 setDeliverState 进行初始化，然后跟踪导致状态转换的执行序列中的 gas 消耗。也即是说它的更新由 BeginBlock，DeliverTx 和 EndBlock 进行操作。主 GasMeter 必须在 AnteHandler中 设置为 0，以便它能获取每个 transaction 的 Gas 消耗

gas消耗可以手工完成，模块开发者通常在 BeginBlocker,EndBlocker 或者 handler 上执行，但大多数情况下，只要对储存区进行了读写，它就会自动完成。这种自动消耗的逻辑在GasKv中完成.

块 Gas Meter

ctx.BlockGasMeter() 是跟踪每个区块 gas 消耗并保证它没有超过限制的 GasMeter。每当 BeginBlock 被调用的时候一个新的 BlockGasMeter 实例将会被创建。BlockGasMeter 的 gas 是有限的，每个块的 gas 限制应该在应用程序的共识参数中定义，Cosmos SDK 应用程序使用 Tendermint 提供的默认共识参数：

+++ f323c80cb3/types/params.go (L65-L72)

当通过 DeliverTx 处理新的 transaction 的时候，BlockGasMeter 的当前值会被校验是否超过上限，如果超过上限，DeliverTx 直接返回，由于 BeginBlock 会消耗 gas，这种情况可能会在第一个 transaction 到来时发生，如果没有发生这种情况，transaction将会被正常的执行。在 DeliverTx 的最后，ctx.BlockGasMeter() 会追踪 gas 消耗并将它增加到处理 transaction 的 gas 消耗中.

ctx.BlockGasMeter().ConsumeGas(
    ctx.GasMeter().GasConsumedToLimit(),
    "block gas meter",
)

AnteHandler

AnteHandler 是一个特殊的处理程序，它在 CheckTx 和 DeliverTx 期间为每一个 transaction 的每个 message 处理之前执行。AnteHandler 相比 handler 有不同的签名:

// AnteHandler authenticates transactions, before their internal messages are handled.
// If newCtx.IsZero(), ctx is used instead.
type AnteHandler func(ctx Context, tx Tx, simulate bool) (newCtx Context, result Result, abort bool)

AnteHandler 不是在核心 SDK 中实现的，而是在每一个模块中实现的，这使开发者可以使用适合其程序需求的AnteHandler版本，也就是说当前大多数应用程序都使用 auth module 中定义的默认实现。下面是 AnteHandler 在普通 Cosmos SDK 程序中的作用:

验证事务的类型正确。事务类型在实现 anteHandler 的模块中定义，它们遵循事务接口：

+++ 7d7821b9af/types/tx_msg.go (L33-L41)

这使开发人员可以使用各种类型的应用程序进行交易。在默认的 auth 模块中，标准事务类型为 StdTx：

+++ 7d7821b9af/x/auth/types/stdtx.go (L22-L29)
验证交易中包含的每个 message 的签名，每个 message 应该由一个或多个发送者签名，这些签名必须在 anteHandler 中进行验证.
在 CheckTx 期间，验证 transaction 提供的 gas prices 是否大于本地配置 min-gas-prices(提醒一下，gas-prices 可以从以下等式中扣除fees = gas * gas-prices)min-gas-prices 是每个独立节点的本地配置，在CheckTx期间用于丢弃未提供最低费用的交易。这确保了内存池不会被垃圾交易填充.
设置 newCtx.GasMeter 到 0，限制为GasWanted。这一步骤非常重要，因为它不仅确保交易不会消耗无限的天然气，而且还会在每个 DeliverTx 重置 ctx.GasMeter(每次 DeliverTx 被调用的时候都会执行 anteHandler，anteHandler 运行之后 ctx 将会被设置为 newCtx)

如上所述，anteHandler 返回 transaction 执行期间所能消耗的最大的 gas 数量，称之为 GasWanted。最后实际 gas 消耗数量记为 GasUsed，因此我们必须使 GasUsed =< GasWanted。当返回时 GasWanted 和 GasUsed 都会被中继到共识引擎中.

6.9 KiB Raw Blame History Unescape Escape